Печери. Їхня освіта. Утворення та розвиток печер Які природні процеси сприяють утворенню печер

Перш ніж відповісти на запитання «Як утворюються печери?», потрібно усвідомити, що таке печери, і якими вони бувають.

Печери - це порожні простори в скельних породахпід землею чи під водою, і навіть над землею. Печери бувають наскрізні з кількома отворами чи з одним. Вони поділяються на горизонтальні, вертикальні, а також похилі та однорівневі чи багаторівневі. Розмірами печери також різняться. Буває так, що печера тягнеться багато кілометрів, піднімається чи опускається навіть під воду підземної річки. Але найголовніша відмінність однієї печери від іншої – це матеріал, з якого вони складаються, і те, як вони утворилися.

Отже, сама велика групапечер – це Карстові. Вони поділяються на мармурові, соляні, кристалічні, гіпсові та вапнякові печери, а також інші. Такі печери утворюються завдяки розчиненню у воді різних гірських порід, і багато з них мають свої сталактити та сталагміти.

Еволюціоністи стверджують, що головний фактор, що утворює ці печери, - це ґрунтові води, насичені вуглекислотою, які просочуються крізь тріщини вздовж пластів вапняку. Цей процес, на їхню думку, займає мільйони років. Але нещодавно став відомим ще один фактор, який значно швидше вимиває печери – це сірчана кислота.

Також є ерозійні печери водою (вздовж берегової лінії), які механічно вимиваються водою з великими крупинками піску, осколків каміння та ін. Тектонічні печери утворюються в бортах річок у місцях тектонічних розломів.

Вулканічні печери з'являються при виверженні вулканів, коли лава застигає, створюючи своєрідну трубу, якою далі тече, утворюючи порожнечі. Печери у жерлах вулканів також є вулканічними. За часів глобального потопу, названого в Біблії Ноєвим Потопом, відбувалася всесвітня вулканічна активність, унаслідок чого дуже швидко утворилося багато печер такого типу.

Печера – порожнина у верхній частині земної кори, сполучена з поверхнею одним або декількома вхідними отворами. Інше визначення: печера - природна підземна порожнина, доступна для проникнення людини, що має не освітлені сонячним світлом частини та довжину (глибину) більше, ніж два інші виміри. Найбільші печери - складні системипроходів та залів, нерідко сумарною довжиною до кількох десятків кілометрів. Печери – об'єкт вивчення спелеології. Чималий внесок у вивчення печер роблять спелеотуристи.

Печери за їх походженням можна розділити на п'ять груп: тектонічні, ерозійні, льодові, вулканічні і, нарешті, найбільша група - карстові. Печери в привходовой частини, при відповідних морфології (горизонтальний просторий вхід) та розташування (близько до води) використовувалися древніми людьми як зручні житла.

Печери за походженням

Карстові печери

Таких печер більшість. Саме карстові печери мають найбільшу протяжність та глибину. Карстові печери утворюються внаслідок розчинення порід водою, тому вони зустрічаються тільки там, де залягають розчинні породи: вапняк, мармур, доломіт, крейда, а також гіпс та сіль. Вапняк, а тим більше мармур, розчиняється чистою дистильованою водою дуже погано. У кілька разів розчинність підвищується, якщо у воді присутній розчинений вуглекислий газ (а він завжди присутній у природній воді), проте все одно вапняк розчиняється слабо порівняно, скажімо, з гіпсом або, тим більше, сіллю. Але виявляється, що це позитивно позначається на утворенні протяжних печер, оскільки гіпсові та соляні печери не тільки швидко утворюються, а й швидко руйнуються.

Величезну роль при утворенні печер грають тектонічні тріщини та розломи. За картами досліджених печер дуже часто можна бачити, що ходи приурочені до тектонічних порушень, що простежуються на поверхні. Також, для утворення печери необхідна достатня кількість водних опадів, вдала форма рельєфу: опади з великої площіповинні потрапляти в печеру, вхід у печеру повинен розташовуватися помітно вище за те місце, куди розвантажуються підземні води, тощо.

Безліч карстових печерявляють собою реліктові системи: водний потік, що утворив печеру, пішов з неї внаслідок зміни рельєфу або на більш глибокі рівні (через зниження локального базису ерозії - дна сусідніх річкових долин), або перестав потрапляти в печеру через зміну поверхневого водозбору, після Що печера проходить різні фази старіння. Найчастіше вивчені печери є маленькі фрагменти древньої печерної системи, розкриті руйнацією гірських масивів, що вміщають.

Еволюція карстових процесів та їх хімізм такі, що часто вода, розчинивши мінеральні речовини гірських порід (карбонати, сульфати), через деякий час відкладає їх на склепіннях та стінах печер у вигляді масивних кор товщиною до метра і більше (печерний мармуровий онікс) або особливих кожної печери ансамблів мінеральних агрегатів печер, утворюючи сталактити, сталагміти, геліктити, драпірування та інші специфічні карстові мінеральні форми - натічні утворення.

Останнім часом все більше печер відкривається в породах, які традиційно вважалися некарстуються. Наприклад, у пісковиках та кварцитах столових гір тепуї Південної Америки було відкрито печери Абісмо Гай Коллет глибиною −671 м (2006 р), Куева Охос де Кристал (Cueva Ojos de Cristal) протяжністю 16 км (2009 р). Очевидно, ці печери мають також карстове походження. У спекотному тропічному кліматі за певних умов кварцит може розчинятися водою.

Іншим екзотичним прикладом утворення карстових печер може бути дуже протяжна і найглибша в материковій частині США печера Лечугія (та інші Карлсбадські печери) національного парку). За сучасною гіпотезою, вона утворилася розчиненням вапняків висхідними термальними водами, насиченими сірчаною кислотою.

Тектонічні печери

Такі печери можуть виникати у будь-яких породах внаслідок утворення тектонічних розломів. Як правило, такі печери зустрічаються у бортах глибоко врізаних у плоскогір'ї річкових долин, коли величезні масиви породи відколюються від бортів, утворюючи тріщини відсідання (шерлопи). Тріщини відсідання зазвичай із глибиною сходяться клином. Найчастіше вони завалюються пухкими відкладеннями з поверхні масиву, але іноді утворюють досить глибокі вертикальні печери глибиною до 100 м. Шерлопи широко поширені в Східного Сибіру. Вивчені вони порівняно слабко і, мабуть, зустрічаються дуже часто.

Ерозійні печери

Печери, що утворюються в нерозчинних породах за рахунок механічної ерозії, тобто опрацьовані водою, що містить крупинки твердого матеріалу. Часто такі печери утворюються березі моря під впливом прибою, але вони невеликі. Однак, можливе утворення і печер, опрацьованих по первинних тектонічним тріщинам струмками, що йдуть під землю. Відомі досить великі (сотні метрів завдовжки) ерозійні печери, утворені в пісковиках та навіть гранітах. Прикладами великих ерозійних печер може бути T.S.O.D. (Touchy Sword of Damocles) Cave у габро (4 км/−51 м, Нью-Йорк), Bat Cave у гнейсах (1.7 км, Північна Кароліна), Upper Millerton Lake Cave у гранітах (Каліфорнія).

Льодовикові печери

Печери, що утворюються в тілі льодовиків талою водою. Такі печери зустрічаються на багатьох льодовиках. Талі льодовикові води поглинаються тілом льодовика по великих тріщинах або на перетині тріщин, утворюючи ходи, що іноді проходять для людини. Довжина таких печер може становити кілька сотень метрів, глибина - до 100 м і більше. У 1993 р. у Гренландії було виявлено та досліджено гігантську льодовикову криницю «Ізортог» глибиною 173 м, приплив води влітку до нього становив 30 м³ і більше.

Ще один тип льодовикових печер - печери, що утворюються в льодовику в місці виходу внутрішньольодовикових і підльодовикових вод на краю льодовиків. Талі води в таких печерах можуть текти як по ложі льодовика, так і льодовиковим льодом.

Особливий тип льодовикових печер - печери, що утворюються в льодовиках у місці виходу розташованих під льодовиком підземних термальних вод. Гаряча вода здатна виготовляти об'ємні галереї, проте такі печери залягають не в самому льодовику, а під ним, оскільки лід проплавляється знизу. Термальні льодовикові печери зустрічаються в Ісландії, Гренландії та досягають значних розмірів.

Вулканічні печери

Ці печери з'являються при виверженнях вулканів. Потік лави, остигаючи, покривається твердою кіркою, утворюючи лавову трубку, всередині якої, як і раніше, тече розплавлена порода. Після того як виверження вже фактично закінчилося, лава витікає з трубки з нижнього кінця, а всередині трубки залишається порожнину. Зрозуміло, що лавові печери залягають на поверхні, і часто покрівля обвалюється. Однак, як виявилося, лавові печери можуть досягати дуже великих розмірів, аж до 65.6 км довжини та 1100 м глибини (печера Казумура, Гавайські острови).

Крім лавових трубок існують вертикальні вулканічні печери – жерла вулканів.

Печери за типом порід, що вміщають

Найдовша у світі Мамонтова печера (США) – карстова, закладена у вапняках. Вона має сумарну довжину ходів понад 600 км. Найдовша печера Росії - печера Ботовська, понад 60 км завдовжки, закладена у відносно тонкому шарі вапняків, затиснутим між пісковиків, знаходиться в Іркутської області, басейн нар. Олени. Трохи поступається їй Велика Гірська - найдовша у світі карстова печера в конгломератах у Красноярському краї. Найбільша печера в гіпсах - Оптимістична, в Україні, протяжністю більше 230 км. Утворення таких протяжних печер у гіпсах пов'язане з особливим розташуванням порід: пласти гіпсу, що містять печеру, перекриті зверху вапняками, за рахунок чого склепіння не обрушуються. Відомі печери у кам'яній солі, у льодовиках, у застиглій лаві тощо.

Печери за розмірами

Найглибші печери планети теж карстові: Крубера-Воронья (до -2196 м), Снігова (-1753 м) в Абхазії. У Росії глибше за всіх печера Горло Барлога (−900 м) у Карачаєво-Черкесії. Всі ці рекорди безперервно змінюються, незмінно лише одне: лідирують карстові печери.

Найглибші печери світу

Глибиною печери називають різницю висот між входом (найвищим із входів, якщо їх кілька) і найнижчою точкою печери. Якщо в печері існують ходи, розташовані вище входу, використовують поняття амплітуди - різниця рівнів між нижчою та найвищою точкоюпечери. Згідно з оцінками, максимальна глибиназалягання ходів печер під поверхнею (не плутати з глибиною печери!) може становити не більше 3000 метрів: глибше будь-яку печеру розчавить вагу гірських порід, що лежать вище. Для карстових печер максимальна глибина залягання визначається базисом карстування (нижньою межею карстових процесів, що збігається з основою товщі вапняку), який може бути нижчим за базис ерозії завдяки наявності сифонних каналів. Найглибшою печерою, в даний час є печера Крубера-Вороння глибиною 2196 м, це перша і єдина печера, що перетнула межу в 2 км. Першою обстеженою печерою глибиною понад 1000 метрів стала французька прірва Берже, яка вважалася найглибшою у світі з відкриття 1953 року до 1963 року.

		Глибина, м	Розташування
1	Крубера-Вороння
2
3
4	Лампрехтсофен
5	Мірольда
6	Жан-Бернар
7	Торка-дель-Серро
8	Пантюхінська
9	Сіма де ла Корніза
10			Словенія

Найдовші печери світу

		Глибина, м	Розташування
1	Мамонтова
2
3	Окс-Бель-Ха
4	Оптимістична
5
6
7	Сак-Актун
8			Швейцарія
9	Фішер-Рідж
10	Гуа-Еір-Джерніх		Малайзія

Вміст печер

Спелеофауна

Хоча живий світ печер, як правило, не дуже багатий (за винятком привходової частини, куди потрапляє сонячне світло), проте деякі тварини живуть саме в печерах або навіть тільки в печерах. Насамперед, це летючі миші, багато їхніх видів використовують печери як щоденне укриття або для зимівлі. Причому кажани залітають часом у віддалені і важкодоступні куточки, чудово орієнтуючись у вузьких лабіринтових ходах.

Крім кажанів, у деяких печерах в районах з теплим кліматом мешкають кілька видів комах, павуки (Neoleptoneta myopica), креветки (Palaemonias alabamae) та інші ракоподібні, саламандри та риби (Amblyopsidae). Печерні види адаптуються до повної темряви, причому багато хто з них втрачає органи зору та пігментацію. Найчастіше ці види дуже рідкісні, багато з них ендеміки.

Археологічні знахідки

Первісні люди використовували печери по всьому світу як житло. Ще частіше у печерах селилися тварини. Безліч тварин загинуло в печерах-пастках, що починаються з прямовисних колодязів. Вкрай повільна еволюція печер, їх постійний клімат, захищеність від зовнішнього світу зберегли до нас велика кількість археологічних знахідок. Це пилок копалин, кістки давно вимерлих тварин (печерний ведмідь, печерна гієна, мамонт, шерстистий носоріг), наскальні малюнкистародавніх людей (печери Капова на Південному Уралі, Дів'я на Північному Уралі, Тузуксу в Кузнецкому Алатау, Ніах-Кейвз в Малайзії), знаряддя їх праці (пп. Страшна, Окладникова, Камінна на Алтаї), людські останки різних культур, у тому числі неандертальців віком до 50-200 тисяч років (Печера Тешик-Таш в Узбекистані, Денисова печера на Алтаї, Кро-Маньйон у Франції та багато інших).

Печери, мабуть, грали роль сучасних кінотеатрів.

Вода у печерах

Вода зазвичай знаходиться в багатьох печерах, а карстові печери зобов'язані їй своїм походженням. У печерах можна зустріти конденсатні плівки, крапель, струмки та річки, озера та водоспади. Сифони у печерах суттєво ускладнюють проходження, вимагають спеціального спорядженнята особливої підготовки. Нерідко трапляються підводні печери. У привходових ділянках печер вода часто присутня в замерзлому стані, у вигляді крижаних відкладень, часто дуже значних та багаторічних.

Повітря в печерах

У більшості печер повітря придатне для дихання внаслідок природної циркуляції, хоча зустрічаються печери, в яких можна перебувати тільки в протигазах. Наприклад, повітря можуть отруїти поклади гуано. Однак у переважній більшості природних печерповітрообмін з поверхнею досить інтенсивний. Причинами руху повітря найчастіше служить різниця температур у печері та на поверхні, тому напрям та інтенсивність циркуляції залежать від пори року та погодних умов. У великих порожнинах рух повітря настільки інтенсивний, що перетворюється на вітер. Тому тяга повітря є однією з важливих ознак при пошуку нових печер.

Відкладення печер

Розрізняють механічні (глина, пісок, галька, брили) та хемогенні відкладення (сталактити, сталагміти тощо). У печерних системах з активним водострумом, як правило, механічні відкладення представлені у вигляді глибових завалів, часто дуже великих об'ємів, що утворюються внаслідок обвалення склепіння ходів, що утворює розчиненням потік води. Завали становлять складність для проходження та небезпеку, оскільки рівновага глибового завалу часто нестійка. Глиняні відкладення широко представлені в галереях, які залишив активний водотік, що виносив механічно нерозчинні частинки породи. У вапняку, який містить печеру, розчинним компонентом є карбонат кальцію, який становить, найчастіше, всього близько 50 % породи. Інші мінерали, як правило, нерозчинні, і якщо вода, що розчиняє породу, представлена у вигляді краплі, інфільтрату, з малою витратою води, нездатною забезпечити механічне перенесення частинок, починається накопичення глиняних відкладень. Найчастіше древні проходи повністю перекриваються глиною.

Хемогенні відкладення (натічні освіти) також зазвичай прикрашають древні галереї печери, де вода, повільно фільтруючись по тріщинах у вапняку, насичується карбонатом кальцію, а при попаданні її в порожнини печери, через невелику зміну парціального тиску водяної пари при відриві краплі, або падінні її на підлогу, або при виникненні турбулентності при стіканні, насиченого розчину відбувається кристалізація карбонату кальцію у вигляді кальциту.

Екскурсійні печери

Деякі печери обладнані для відвідування екскурсійними групами (т. зв. showcaves). Для цього в частині печери, найбільш просторої та багатої на натічних освіт, прокладають пішохідні доріжки, драбинки, містки, створюється електричне освітлення; у деяких випадках, якщо вхідна частина печери є технічно складною ділянкою, пробиваються тунелі. На території колишнього СРСР найбільш відомі печери Мармурова у Криму, Кунгурська на Уралі, Новоафонська в Абхазії.

Печери у Сонячній системі

Крім Землі, печери виявлені на Місяці та Марсі. Очевидно, це вулканічні печери, древні сліди вулканічної діяльності.

Штучні печери

Печери - підземелля індустріального світу

Під будь-яким великим містомрозташовується система підземель технічного призначення: підвали наземних будівель, метро, система життєзабезпечення (водопровід, опалення, каналізація, електричні та телефонні кабелі, оптоволоконна мережа), бомбосховища, бункери на випадок війни та інше.

Печера - як оселя святих аскетів

У печерах облаштовували житло багато святих аскетів. Пізніше на цих місцях ґрунтувалися монастирі та Лаври:

Києво-Печерська Лавра
Псково-Печерський монастир
Свято-Успенський печерний монастир (Крим)
Холківський монастир
Челтер-Коба
Басарбовський монастир
Печерні церкви в Іваново

Святі аскети, що жили у печерах:

«І вийшов Лот із Сигора, і став жити в горі, і з ним дві дочки його, бо боявся жити в Сигорі. І жив у печері, і з ним дві дочки його» (Буття 19:30)
«І він увійшов пророк Ілля там у печеру і ночував у ній» (Третя книга Царств 19.9)
Іларіон Київський
Антоній Печерський
Варлаам Печерський

Печери-будинки

Багато народів влаштовували житла в печерах, оскільки їх легко підтримувати в чистоті і зберігати постійну температуру протягом усього року.

Каппадокія
Анасазі
Гуадіс
Сассі Ді Матера

Печери лікувальні

У багатьох лікувальних закладах працюють кабінети під назвою "соляні печери". Стіни в них викладені цеглою калійної солі, і пацієнти проводять у них деякий час, слухаючи музику та отримуючи лікувальний ефект.

Розважальні печери

Відомі печери жахів у складі луна-парків, кафе та бари, оздоблені під печеру.

Печери в міфології, містиці та релігії.

Про символічне та містичне значення печер писав В. Г. Іванченко у своїй статті «Знак печери», опублікованій у журналі «Орієнтація».

Печери в мистецтві, літературі та кінематографії

Печери фігурують у багатьох фантастичних творах (причому як у фентезі, так і в науковій фантастиці). Печери (точніше бункери) у науковій фантастиці переважно виконують роль притулків після глобальної катастрофи, яка унеможливила життя лежить на поверхні. А також печери у фентезі населені: гномами, кобольдами, гоблінами, драконами, а у росіян. народних казкахтам мешкає «Гасподиня мідної гори», Змій горинич. У північній міфології у печерах живуть Сиртя. Одним із найвідоміших літературних героїв, які потрапили в печери були: Том Сойєр разом із Беккі Тетчер, Більбо Бегінс.

Підземні порожнини

Крім печер, які мають вихід на поверхню і доступні для безпосереднього вивчення людиною, в земній корі існують замкнуті підземні порожнини. Найглибша підземна порожнина (2952 метри) була виявлена бурінням на узбережжі Куби. У Родопських горах підземну порожнину виявили на глибині 2400 метрів при бурінні. на Чорноморське узбережжяу Гаграх бурінням було виявлено підземні порожнечі на глибині до 2300 метрів.

(Visited 402 times, 1 visits today)

Московський Державний Інститут Сталі та Сплавів

Виксунський Філія

(Технологічний університет)

Реферат на тему

кристалофізика

На тему: «Освіта печер та карстів»

Студент: Пічугін А.А.

Групи: МО-07 (МЧМ)

Викладач: Лопатін Д.В.

Москва 2008

I. Загальні відомостіпро печери та карсти

ІІ. Гіпотеза про походження карстових районів

ІІІ. Умови утворення печер

IV. Типи печер:

1. Карстові печери

2. Тектонічні печери

3. Ерозійні печери

4. Льодовикові печери

5. Лава печера

V. Печери біля Прибайкалля

VI. Печера Кизил'ярівська ім. Г.А. Максимовича.

Загальні відомості про печери та карсти

Карст(від нім. Karst, за назвою вапнякового альпійського плато Крас у Словенії), - сукупність процесів і явищ, пов'язаних з діяльністю води і виражаються в розчиненні гірських порід та утворенні в них порожнин, а також своєрідних форм рельєфу, що виникають на місцевостях, складених порівняно легко розчинними у воді гірськими породами (гіпсами, вапняками, мармурами, доломітами та кам'яною сіллю).

Найбільш характерні для карсту негативні форми рельєфу. За походженням вони поділяються на форми, утворені шляхом розчинення (поверхневі та підземні), ерозійні та змішані. По морфології виділяються такі освіти: карри, колодязі, шахти, провали, воронки, сліпі карстові яри, долини, полья, карстові печери, підземні карстові канали. Для розвитку карстового процесу необхідні такі умови: а) наявність рівної або слабо похилої поверхні, щоб вода могла застоюватися і просочуватися всередину тріщинами; б) товща порід, що карстуються, повинна мати значну потужність; в) рівень підземних вод повинен стояти низько, щоб був достатній простір для вертикального руху підземних вод.

По глибині рівня підземних вод розрізняють карст глибокий та дрібний. Розрізняють також «голий», або середземноморський карст, у якого карстові форми рельєфу позбавлені ґрунтового та рослинного покриву (наприклад, Гірський Крим), та «покритий» або середньоєвропейський карст, на поверхні якого зберігається кора вивітрювання та розвинений ґрунтовий та рослинний покрив.

Карст характеризується комплексом поверхневих (воронки, карри, жолоба, улоговини, каверни та ін.) та підземних (карстові печери, галереї, порожнини, ходи) форм рельєфу. Перехідні між поверхневими та підземними формами – неглибокі (до 20 м) карстові колодязі, природні тунелі, шахти чи провали. Карстові вирви або інші елементи поверхневого карсту, через які в карстову систему йдуть поверхневі води, називаються понори.

Карст, вапнякові плато - комплекс нерівностей, опуклих виходів гірських порід, западин, печер, зниклих потоків та підземних стоків. Виникає в розчинних водою і гірських породах, що вивітрюються. Процес типовий для вапняку, і навіть тих місць, де вимиваються гірські породи. Багато річок знаходиться під землею, там є багато печер і великих каверн. Найбільші печери можуть зруйнуватися і утворити ущелину чи тіснину. Поступово весь вапняк може бути вимитий. Явище названо за назвою плато Карст у колишній Югославії. Характерні карстові системи широко представлені в Кримських горахта на Уралі.

Карст можна спостерігати в Західних Альпах, в Аппалачах (США) та на півдні Китаю тому, що пласти вапнякових порід, що спочатку складалися з шару кальциту (вуглекислого кальцію), товщиною до 200 м, який був частково розмитий водою. Вуглекислий газ з атмосфери розчинявся в дощі і сприяв утворенню слабкої вугільної кислоти, яка у свою чергу сприяла розмиванню гірських порід, особливо вздовж ліній кліважу та пластів, збільшуючи їх до утворення карстових печер, долин, що виникли внаслідок обвалення стінок печер, які при подальший розвитокпроцесу можуть перетворитися на ущелини, і, нарешті, залишаються характерні для карстового ландшафту залишки вапняку, що не зазнав ерозії.

Печера- природна порожнина у верхній товщі земної кори, сполучена з поверхнею землі одним або декількома вихідними отворами, що проходять для людини. Найбільші печери - складні системи проходів та залів, нерідко сумарною довжиною до кількох десятків кілометрів. Печери – об'єкт вивчення спелеології.

Можна розділити печери з їхнього походження на п'ять груп. Це тектонічні печери, ерозійні печери, льодові печери, вулканічні печери і, нарешті, найбільша група, карстові печери. Печери, в привходовой частини, при відповідних морфології (горизонтальний просторий вхід) та розташування (близько до води) використовувалися древніми людьми як зручні житла.

ГІПОТЕЗА ПРО ПОХОДЖЕННЯ КАРСТОВИХ РАЙОНІВ

А саме, є гіпотеза, що:

У давні часи 300-400 млн років тому в морській воді відбувався процес розростання та відмирання живих організмів, які інтенсивно використовують для будівництва своїх оболонок кальцій. Вода у своїй була насичений розчин вуглекислого кальцію. Відмерлі оболонки опускалися на дно і накопичувалися разом з відкладеннями, що випадають в осад розчину в результаті кліматичних змін;

За мільйон років на дні пластами накопичувалася вапнякова маса;

Під тиском вапняковий осад змінював структуру, перетворюючись на камінь, що лежить горизонтальними пластами;

У момент переміщення земної кори море відходило, і колишнє дно ставало суходолом;

Були можливі два сценарії розвитку подій: 1) пласти залишалися майже горизонтальними та неторканими (як під Москвою); 2) дно випиналося утворюючи гори, причому цілісність вапнякових пластів порушувалася, у яких утворювалися численні поперечні тріщини і розломи. Так утворювався майбутній карстовий район.

Ця гіпотеза підтверджується знахідками залишків стародавніх раковин та інших колишніх живих організмів у товщі вапняків. Як би там не було, очевидно, що печери та породи, де вони утворюються, тісно пов'язані з давнім життямна землі.

УМОВИ ОСВІТИ ПЕЧЕР

Є три основні умови утворення карстових печер:

1. Наявність порід, що карстуються.

2. Наявність процесів гороутворення, зрушень земної кори в зоні поширення порід, що карстуються, в результаті - наявність тріщин в товщі масиву.

3. Наявність агресивних циркулюючих вод.

Без будь-якої з цих умов утворення печер не відбуватиметься. Проте, ці необхідні умови можуть накладатися локальні особливості клімату, будови рельєфу, наявності інших порід. Усе це призводить до печер різного виду. Навіть у одній печері зустрічаються різні " складові " елементи, які утворюються по-різному. Основні морфологічні елементи карстових печер та його походження.

Морфологічні елементи карстових печер:

Вертикальні прірви, щахти та колодязі,

Горизонтально-похилі печери та меандри,

лабіринти.

Ці елементи виникають в залежності від виду порушень в товщі масиву, що карстується.

Види порушень:

Розломи та скидання, тріщини:

Напластування,

На кордоні породи, що карстується і некарстуется,

Тектонічні (як правило, поперечні),

Так звані тріщини бічної відсічі.

Схема утворення вертикальних елементів печер (колодязь, шахт, прірв): Вилужування.

Криниці утворюються на перетині тектонічних тріщин - у самому мехінічно слабкому місці масиву. Туди поглинається вода атмосферних опадів. І повільно розчиняє вапняк; за мільйони років вода розширює тріщини, перетворюючи їх на колодязі. Це зона вертикальної циркуляції підземних вод

Нивальні колодязі (з поверхні масиву):

Взимку тріщини забиваються снігом, потім він повільно тане, це – агресивна вода, вона інтенсивно розмиває та розширює тріщини, утворюючи колодязі з поверхні землі.

Освіта горизонтально-похилих ходів:

Вода, проникнувши крізь пласт (шар) породи, що карстується, доходить до тріщини напластування і починає поширюватися по ній уздовж площини "падіння" пластів. Відбувається процес вилуговування, утворюється субгоризонтальний перебіг. Потім вода дійде до чергового перетину тектонічних тріщин і знову утворюватиметься вертикальна криниця або уступ. Нарешті, вода дійде до кордону порід, що карстується і некарстується, і далі поширюватися тільки вздовж цього кордону. Зазвичай, тут уже тече підземна річка, там є сифони. Це зона горизонтальної циркуляції підземних вод.

Освіта залів.

Зали зустрічаються у зонах розломів – великих механічних порушеннях масиву. Зали - результат процесів гороутворення, що вичерпуються, вилуговування, знову гороутворення (землетруси, обвали).

Буває, включаються додаткові механізми:

Механічний винос уламків породи потоками води,

Дія напірних термальних вод (Новоафонська печера).

Карстові печери- Це підземні порожнини, що утворилися і товщі земної кори, в районах поширення легкорозчинних карбонатних і галогенних гірських порід, піддаючись вилуговування та механічному впливу, ці породи поступово руйнуються, що призводить до утворення різних карстових форм. Серед них найбільший інтерес викликають підземні карстові форми – печери, шахти та колодязі, що характеризуються інколи дуже складною будовою. Однією з основних умов утворення карстових печерє наявність гірських порід, що відрізняються значним літологічним розмаїттям. Серед них виділяються карбонатні породи (вапняки, доломіти, писча крейда, мармури), сульфатні (гіпси, ангідрити) та галоїдні (кам'яна, калійна солі). Породи, що карстуються, мають досить широке поширення. У багатьох місцях вони перекриваються малопотужним чохлом піщано-глинистих відкладень або безпосередньо виходять на поверхню, що сприяє активному розвиткукарстових процесів та утворення різних карстових форм. На інтенсивність карстоутворення значний вплив має також потужність порід, їх хімічний складта особливості залягання.

Вода - будівельник карстових печер

Як уже говорилося, будівельником карстових печер є вода. Однак щоб вода могла розчиняти гірські породи, вони повинні бути водопроникними, тобто тріщинуватими. Тріщинуватість порідє однією з основних умов розвитку карсту. Якщо карбонатний або сульфатний масив монолітен і складається з твердих різниць порід, позбавлених тріщинуватості, він не піддається впливу карстових процесів. Однак таке явище зустрічається рідко, так як вапняки, доломіт і гіпси тріщинувати за своєю природою. Тріщини, що розсікають вапнякові масиви, мають різне походження. Виділяють тріщини літогенетичні, тектонічні, механічного розвантаження та вивітрювання. Найбільш поширені тектонічні тріщини, які зазвичай січуть різні шари осадових порід, не заломлюючись при переході з одного шару до іншого і не змінюючи своєї ширини. Тектонічна тріщинуватість відрізняється розвитком складних взаємно перпендикулярних тріщин шириною 1-2 мм. Найбільшою роздробленістю та тріщинуватістю гірські породи характеризуються в зонах тектонічних порушень. Випадаючи на поверхню масиву, що карстується, атмосферні опади по тріщинах різного походження проникають у глиб цього масиву. Циркулюючи підземними каналами, вода вилуговує гірську породу, поступово розширює підземні проходи і утворює іноді величезні гроти. Вода, що рухається, є третьою обов'язковою умовою розвитку карстових процесів. Без води, що розчиняє та руйнує гірські породи, не було б карстових печер. Ось чому особливості гідрографічної мережі та своєрідність гідрогеологічного режиму значною мірою визначають ступінь каверзності товщ, що карстуються, інтенсивність і умови розвитку підземних порожнин.

Дощові та талі снігові води

Основну роль формуванні багатьох карстових порожнин грають інфільтраційні та інфлюаційні дощові та талі снігові води. Такі печери – корозійно-ерозійного походженняоскільки руйнація породи відбувається як за рахунок її хімічного вилуговування, і шляхом механічного розмиву. Однак не слід думати, що ці процеси протікають одночасно і безперервно. На різних стадіях розвитку печер та на різних їх ділянках домінує зазвичай один із зазначених процесів. Утворення деяких печер цілком пов'язане або з корозійними або з ерозійними процесами. Зустрічаються також нівально-корозійні печери, своїм походженням зобов'язані діяльності талих снігових вод у зоні контакту снігової товщі з породою, що карстується. До них відносяться, наприклад, порівняно неглибокі (до 70 м) вертикальні порожнини Криму та Кавказу. Багато печер виникли внаслідок обвалу покрівлі над підземними корозійно-ерозійними порожнинами. Деякі природні порожнини утворилися шляхом вилуговування гірських порід артезіанськими, мінеральними і термальними водами, що сходять по тріщинах. Таким чином, карстові печери можуть мати корозійне, корозійно-ерозійне, ерозійне, нівальнокорозійне, корозійно-гравітаційне (провальне), гідротермальне та гетерогенне походження.

Конденсаційні води

Карстові печери - це підземні порожнини, що утворилися в товщі земної кори, в районах поширення карбонатних і галогенних гірських порід, що легко розчиняються. Зазнаючи вилуговування та механічного впливу, ці породи поступово руйнуються, що призводить до утворення різних карстових форм. Серед них найбільший інтерес викликають підземні карстові форми – печери, шахти та колодязі, що характеризуються іноді дуже складною будовою.

Однією з основних умов розвитку карстових печер є наявність гірських порід, що відрізняються значним літологічним розмаїттям. Серед них виділяються карбонатні породи (вапняки, доломіти, писча крейда, мармури), сульфатні (гіпси, ангідрити) та галоїдні (кам'яна, калійна солі). Породи, що карстуються, мають досить широке поширення. У багатьох місцях вони перекриваються малопотужним чохлом піщано-глинистих відкладень або безпосередньо виходять на поверхню, що сприяє активному розвитку карстових процесів та утворенню різних карстових форм. На інтенсивність карстоутворення значний вплив має також потужність порід, їх хімічний склад та особливості залягання.

Як мовилося раніше, будівельником карстових печер є вода. Однак щоб вода могла розчиняти гірські породи, вони повинні бути водопроникними, тобто тріщинуватими. Тріщинуватість порід є однією з основних умов розвитку карсту. Якщо карбонатний або сульфатний масив монолітен і складається з твердих різниць порід, позбавлених тріщинуватості, він не піддається впливу карстових процесів. Однак таке явище зустрічається рідко, так як вапняки, доломіт і гіпси тріщинувати за своєю природою. Тріщини, що розсікають вапнякові масиви, мають різне походження. Виділяють тріщини літогенетичні, тектонічні, механічного розвантаження та вивітрювання. Найбільш поширені тектонічні тріщини, які зазвичай січуть різні шари осадових порід, не заломлюючись при переході з одного шару до іншого і не змінюючи своєї ширини. Тектонічна тріщинуватість відрізняється розвитком складних взаємно перпендикулярних тріщин шириною 1-2 мм. Найбільшою роздробленістю та тріщинуватістю гірські породи характеризуються в зонах тектонічних порушень.

Випадаючи на поверхню масиву, що карстується, атмосферні опади по тріщинах різного походження проникають у глиб цього масиву. Циркулюючи підземними каналами, вода вилуговує гірську породу, поступово розширює підземні проходи і утворює іноді величезні гроти. Вода, що рухається, є третьою обов'язковою умовою розвитку карстових процесів. Без води, що розчиняє та руйнує гірські породи, не було б карстових печер. Ось чому особливості гідрографічної мережі та своєрідність гідрогеологічного режиму значною мірою визначають ступінь кавернозності товщ, що карстуються, інтенсивність процесів вилуговування та умови розвитку підземних порожнин.

Основну роль формуванні багатьох карстових порожнин грають інфільтраційні та інфлюаційні дощові та талі снігові води. Такі печери – корозійно-ерозійного походження, оскільки руйнація породи відбувається як за рахунок її хімічного вилуговування, так і шляхом механічного розмиву. Однак не слід думати, що ці процеси протікають одночасно і безперервно. На різних стадіях розвитку печер та на різних їх ділянках домінує зазвичай один із зазначених процесів. Утворення деяких печер цілком пов'язане або з корозійними або з ерозійними процесами. Зустрічаються також нівально-корозійні печери, своїм походженням зобов'язані діяльності талих снігових вод у зоні контакту снігової товщі з породою, що карстується. До них відносяться, наприклад, порівняно неглибокі (до 70 м) вертикальні порожнини Криму та Кавказу. Багато печер виникли внаслідок обвалу покрівлі над підземними корозійно-ерозійними порожнинами. Деякі природні порожнини утворилися шляхом вилуговування гірських порід артезіанськими, мінеральними і термальними водами, що сходять по тріщинах. Таким чином, карстові печери можуть мати корозійне, корозійно-ерозійне, ерозійне, нівально-корозійне, корозійно-гравітаційне (провальне), гідротермальне та гетерогенне походження.

Крім інфільтраційних, інфлюаційних і напірних вод у освіті печер певну роль грають також конденсаційні води, які, збираючись на стінках і стелі печер, роз'їдають їх, створюючи химерні візерунки. На відміну від підземних струмків, конденсаційні води впливають на всю поверхню порожнини, у зв'язку з чим мають найбільший вплив на морфологію печер. Особливо сприятливими умовами для конденсації вологи характеризуються невеликі порожнини, розташовані на значній глибині від поверхні, оскільки кількість конденсаційної вологи знаходиться у прямій залежності від інтенсивності повітрообміну та у зворотній від об'єму порожнини. Спостереження, проведені у Гірському Криму, показали, що у досліджених карстових печерах протягом року конденсується 3201,6 м 3 води (Дублянський, Ілюхін, 1971), а в підземних порожнинах усієї головної гряди у 2500 разів більше (т. е. 0, 008004 км3). Ці води вирізняються великою агресивністю. Жорсткість їх перевищує 6 мг-екв (300 мг/л). Таким чином, за рахунок інфільтраційних вод печери Гірського КримуЯк показують нескладні розрахунки, збільшуються порівняно із загальним обсягом приблизно на 5,3%. Середня мінералізація конденсаційних вод близько 300 мг/л, отже вони виносять протягом року 2401,2 т (8004 10 6 л X 300 мг/л) вуглекислого кальцію. Сумарне винесення карбонату кальцію карстовими джерелами Гірського Криму становить близько 45 000 т/рік (Родіонов, 1958). Отже, роль конденсаційних вод у формуванні підземних порожнин порівняно невелика, причому їх вплив на гірську породу як агента денудації обмежується в основному теплим періодом.

Як же йде процес вилуговування порід, що карстуються? Розглянемо це питання у загальному плані з прикладу карбонатних утворень. Природні води завжди містять вуглекислоту, а також різні органічні кислоти, якими вони збагачуються при контакті з рослинністю та просочуванні через ґрунтовий покрив. Під дією вуглекислоти карбонат кальцію переходить у бікарбонат, який значно легше розчиняється у воді, ніж карбонат

Ця реакція оборотна. Збільшення вмісту вуглекислоти у воді викликає перехід кальциту в розчин, а при зменшенні її відбувається випадання з водного розчину бікарбонату кальцію (вапняного осаду), що накопичується в деяких місцях у значній кількості. Між вмістом вуглекислоти та температурою води існує зворотний зв'язок.

Різко зростає розчинність вапняків, коли підземні води збагачені кислотами та солями. Так, при збагаченні підземних вод сірчаною кислотою реакція йде за рівнянням

Вуглекислота, що виділилася в результаті цієї реакції, виявляється додатковим джерелом утворення гідрокарбонатів.

Ступінь розчинності гіпсу та ангідриту також залежить від наявності тих чи інших кислот та солей. Так, наприклад, присутність у воді СаCl2 значно знижує розчинність гіпсу, навпаки, наявність у воді NCl і MgCl2 збільшує розчинність сульфату кальцію. Розчинення гіпсу, в принципі, може відбуватися і в хімічно чистій воді.

Хоча ми і називаємо карбонатні та сульфатні породи легкорозчинними, проте розчиняються вони надзвичайно повільно. Для утворення підземних пустот потрібно багато і багато тисяч років. При цьому породи, що карстуються, розчиняються і руйнуються тільки по тріщинах, поза тріщинами вони залишаються, як і раніше, дуже міцними і твердими.

Атмосферні води, що проникають в карстові масиви по тріщинах і тектонічним порушенням, характеризуються спочатку переважно вертикальним рухом. Досягши водоупору або місцевого базису ерозії, вони набувають горизонтального руху і течуть зазвичай падіння пластів гірських порід. Частина води просочується в глибокі горизонти та формує регіональний стік. У цьому зв'язку в масиві, що карстується, виділяється кілька гідродинамічних зон, а саме - зона поверхневої, вертикальної, сезонної, горизонтальної, сифонної та глибинної циркуляції карстових вод (рис. 1). Кожна із зазначених гідродинамічних зон характеризується певним набором карстових форм. Так, до зони вертикальної циркуляції вод або до зони аерації приурочені переважно вертикальні підземні порожнини - карстові колодязі та шахти. Вони розвиваються вздовж вертикальних або пологопохилих тріщин в результаті періодичного вилуговування гірських порід талими сніговими та дощовими водами. У зоні горизонтальної циркуляції, де відбувається вільний стік безнапірних вод до річкових долин або периферії масиву, що карстується, формуються горизонтальні печери. Похилі та горизонтальні порожнини відзначаються в зоні сифонної циркуляції, що характеризується напірними водами, що рухаються в підруслових каналах нерідко нижче за місцевий базис ерозії.

На розвиток печер, крім морфоструктурних та гідрогеологічних особливостей, суттєво впливають також клімат, ґрунти, рослинність, тваринний світ, а також господарська діяльністьлюдини. На жаль, роль цих факторів у печероутворенні вивчена в даний час далеко не достатньо. Хочеться сподіватися, що цю прогалину в найближчому майбутньому буде ліквідовано.

Теорія походження вапнякових карстових печер, що розвиваються в породах із горизонтальним заляганням шарів, була розроблена У. М. Девісом (1930). В еволюції так званих двоциклових печер, що утворилися при дворазовому піднятті вапнякового масиву, він розрізняв п'ять основних етапів: а) зародкові канали, що формуються в зоні повного насичення фреатичних вод, що повільно рухаються, що знаходяться під тиском; б) зрілі галереї, коли за умов поширення безнапірних вадозних потоків починає домінувати механічний розмив (коразія); в) сухі галереї, що виникли в результаті відходу води в глиб масиву внаслідок місцевого підняття території; г) наточно-акумулятивна, що характеризується заповненням галерей наточно-крапельними та іншими печерними відкладеннями; д) руйнування підземних галерей (пенеполізація).

На основі розвитку поглядів Девіса було створено уявлення про фреатичну (печерні галереї розробляються ґрунтовими водами, що знаходяться під тиском) і вадозної (підземні води вільно, не під натиском, рухаються по галереях у бік дренованих систем) стадіях розвитку печер (Бретц, 1942).

Найбільш повно питання еволюції підземних порожнин розроблено радянськими дослідниками Г. А. Максимовичем (1963, 1969) та Л. І. Маруашвілі (1969), які виділили кілька стадій формування горизонтальних карстових печер. Перша стадія – тріщинна, потім щілинна. У міру збільшення ширини тріщин і щілин у них проникає дедалі більше води. Це активізує карстові процеси особливо на ділянках чистих різниць порід. Печера перетворюється на каналову стадію. При розширенні каналів підземні потоки набувають турбулентного руху, що сприяє ще більшому посиленню процесів корозії та ерозії. Це стадія підземної річки, чи воклюзова. Вона характеризується значним заповненням підземного каналу водним потоком та виходом його у вигляді воклюзного джерела на денну поверхню, а також утворенням органних труб, обвалом склепінь, зростанням гротів.

У зв'язку з розмивом дна підземного каналу вода просочується по тріщинах у глиб карбонатних і галогенних товщ, де нижчому рівні розробляє нові порожнини, формуючи нижчий поверх печери (рис. 2). Поступово підземні канали розширюються. Водний потікчастково, а потім повністю йде в нижні горизонти масиву, і печера стає сухою. У неї проникають тріщинами в покрівлі лише інфільтраційні води. Це коридорно-гротова натечно-осипна (водно-галерейна, за Л. І. Маруашвілі) стадія розвитку печери. Вона відрізняється широким поширенням хімічної та механічної акумуляції (у гіпсових печерах стадія натічної акумуляції відсутня). Стеля та стіни печери покриваються різноманітними кальцитовими натіками. Утворюються кам'яні та земляні осипи, останні розташовуються переважно під органними трубами. Накопичуються також відкладення річок та озер. З відходом водотоку подальше збільшення підземної порожнини різко уповільнюється, хоча корозійна діяльність продовжується за рахунок інфільтраційних та конденсаційних вод.

З розвитком печери вона перетворюється на коридорно-гротовую обвально-цементаційну (сухо-галерейну, по Л. І. Маруашвілі) стадію. На цій стадії внаслідок обвалення покрівлі над підземними порожнинами можливе розтин деяких частин печери. Поступове обвалення склепіння печери призводить до повного її знищення, що особливо характерно для верхніх частин з невеликою потужністю покрівлі. На уцілілих ділянках залишаються лише карстові мости та вузькі арки. При повному руйнуванніпечери утворюється карстова долина.

Якщо товща покрівлі перевищує 100-200 м, то провалів в ній, як правило, не утворюється, а підземні порожнини заповнюються брилами породи, що обрушилися зі стелі, і принесеними піщано-глинистими відкладеннями, які розбивають печеру на окремі ізольовані порожнини. У цьому випадку розвиток печери закінчується коридорно-гротовою обвально-цементаційною стадією (грото-камерна стадія, за Л. І. Маруашвілі).

Тривалість окремих стадій печероутворювального циклу, що відрізняються своїми гідродинамічними та морфологічними особливостями, специфікою фізико-хімічних процесів та своєрідністю біокліматичних умов, вимірюється десятками та сотнями тисячоліть. Так, сухогалерейна стадія печери Кударо на Кавказі триває вже 200-300 тис. років (Маруашвілі, 1969). Що стосується ранніх стадій розвитку печер (тріщинна, щілинна, каналова та воклюзова), то їх тривалість значно коротша. Печери "можуть досягати зрілого водно-галерейного стану за кілька тисячоліть від початкового моменту свого розвитку". У цьому плані цікаві експериментальні дослідження Є. М. Абашидзе (1967) з розчинення стінок тріщин глауконітових вапняків Шаорського водосховища (Кавказ). Досліди показали, що за 25 років безперервної фільтрації в залежності від швидкості потоку волосяні тріщини розміром 01-025 мм можуть збільшуватися до 5-23 мм.

Таким чином, карстові печери характеризуються складною еволюцією, особливості якої залежать від поєднання різних факторів, що визначають нерідко значні відхилення від розглянутої схеми. Розвиток печер через ті чи інші причини може припинитися чи знову розпочатися будь-якої морфолого-гидрологической стадії. Складні печерні системи складаються зазвичай із ділянок, що є різних стадіях розвитку. Так, в Іщеєвській печері на Південному Уралі нині зустрічаються ділянки від каналової стадії до карстової долини.

Особливістю багатьох печер є їх багатоярусність, причому верхні яруси завжди значно старші за нижчі. Кількість поверхів різних печер змінюється від 2 до 11.

Відстань між двома суміжними рівнями багатоповерхових печер коливається від кількох метрів до кількох десятків. Обвалення склепінь, що розділяють печерні поверхи, призводить до утворення гігантських гротів, що іноді досягають висоти 50-60 м (печери Червона та Анакопійська).

Поява нового поверху Г. А. Максимович пов'язує з тектонічним підняттям району, де знаходиться печера. Н. А. Гвоздецький основну роль розвитку багатоповерхових печер в умовах великої потужності порід, що карстуються, відводить висхідним рухам, які розглядає не як порушуючий фактор, а як загальний фон еволюції карсту. На думку Л. І. Маруашвілі, багатоярусність печер може бути визначена не тільки тектонічним підняттям карстового масиву, а й загальним зниженням рівня океану (евстазія), що спричиняє інтенсивне поглиблення річкових долин та швидке зниження рівня горизонтальної циркуляції карстових вод.

Ярусність найкраще виражена біля печер рівнинних і передгірських територій, що відрізняються порівняно повільними тектонічними підняттями. У процесі формування печер іноді спостерігається зміщення осі печерних галерей від вертикальної вертикальної площини. Цікава щодо цього печера Цуцхватська. Кожен молодший (з чотирьох нижніх) ярус цієї печери зрушений по відношенню до попереднього на схід, у зв'язку з чим підземний відрізок річки Шапатагеле в даний час знаходиться значно на схід, ніж у період формування більш високих зтажів печери. Усунення осі печерних галерей пов'язані з нахилом тектонічних тріщин, яких приурочені підземні порожнини.

Який вік карстових печер і за якими ознаками можна судити про початок формування печери? На думку Л. І. Маруашвілі, за початок формування печери слід приймати період переходу її в натічно-осипну (водно-галерейну) стадію, оскільки на ранніх стадіях свого розвитку печера ще не є у звичайному розумінні печерою: вона погано розроблена, повністю заповнена водою і зовсім непрохідна.

Для визначення віку печер застосовуються різні методи дослідження, зокрема палеозоологічний, археологічний, радіовуглецевий та геоморфологічний. У разі зіставляється гіпсометричний рівень печер з рівнями поверхневих форм. На жаль, багато з цих методів дозволяють визначити лише верхню межу віку печери. Прямими і опосередкованими даними доводиться дуже тривале існування карстових печер, яке іноді визначається багатьма мільйонами років. Вочевидь, вік печер значною мірою залежить від літологічного складу порід, у яких формуються, і загальної фізико-географічної обстановки. Однак навіть у легкорозчинних сульфатних (гіпс, ангідрит) утворення печери зберігаються досить тривалий час. Цікаві щодо цього гіпсові печери Поділля, початок формування яких належить до верхнього міоцену. І. М. Гуневський, виходячи з особливостей геологічної будови території, ступеня тріщинуватості порід, характеру рельєфу, морфології підземних порожнин і будови натічних утворень, виділяє наступні етапи формування подільських печер: верхньосарматський (початок інтенсивної глибинної ерозії), ранньопліоценовий напрямок (характеризується процесом) ), пізньопліоценовий (процеси горизонтальної циркуляції підземних вод переважають над вертикальними), ранньоплейстоценовий (процеси утворення печер досягають максимальної інтенсивності), середньоплейстоценовий (процеси підземного карстоутворення починають згасати), пізньоплейстоценовий (акумуляція мінеральних і хемог. Таким чином, вік найбільших у світі гіпсових печер Оптимістичної, Озерної та Кривченської у Поділля перевищує, мабуть, 10 млн. років. Вік вапнякових печер може бути ще більшим. Так, деякі древні карстові печери Алайського хребта ( Середня Азія), мають гидротермальное походження, на думку 3. З. Султанова, утворилися у верхнепалеозойское час, т. е. понад 200 млн. років тому вони.

Стародавні печери зустрічаються, однак, порівняно рідко, зберігаючись тривалий час лише у найбільш сприятливих природних умов. Більшість карстових печер, особливо у сильно обводнених сульфатних породах, мають молодий, переважно четвертинний або навіть голоценовий вік. Зрозуміло, окремі галереї складно збудованих багатоярусних печер утворилися в різний часта вік їх може змінюватись у значних межах.

Для кількісної оцінки карстових порожнин Г. А. Максимович (1963) пропонує два показники: щільність та густоту карстових печер. Під щільністю розуміється кількість печер, віднесених до площі 1000 км 2 , а під густотою - загальна довжина всіх порожнин у межах тієї ж умовної площі.

Ж. Корбель запропонував характеризувати величину карстових печер показником порожнечі, що обчислюється за формулою

де V - Об'єм розчинної породи, в якій розвинена печера, в 0,1 км 3; L- відстань (на плані) між крайніми точками по основній осі системи порожнин – 0,1 км; J- відстань між двома найбільш віддаленими точками по перпендикуляру до основної осі – 0,1 км; Н -різниця позначок між найвищою та найнижчою точками печерної системи - 0,1 км.

Для визначення крупності печер існує також інший спосіб, який пов'язаний з підрахунком обсягу порожнин. Якщо порожнина має складну форму, то її слід подати у вигляді сукупності різних геометричних фігур (призми, циліндра, повного та усіченого конуса, повної та усіченої піраміди з будь-якою за формою основою, кулі тощо), обсяг яких обчислюється за формулою Сімпсона

де v - Об'єм геометричної фігури, м 3 ; h - Висота фігури, м; s 1 , s 2 , s 3 - площі нижнього, середнього та верхнього перерізу фігури, м 2 . Перевірка цього кримськими спелеологами показала, що помилки при підрахунку обсягу порожнин за формулою Сімпсона не перевищують 5-6%.