Пеще́ра (от ; , др.-рус. , нижегор., симб., смол. ; слово «пещера» буквально — «похожая на печь») — полость естественного происхождения, находящаяся в верхней части земной коры, связанная с поверхностью одним (или несколькими) входными отверстиями.
Существуют и другие определения пещеры:
естественная подземная полость, доступная для проникновения человека, имеющая не освещенные солнечным светом части и длину (глубину) больше, чем два других измерения; подземное пространство, образованное в легко растворимой породе в результате деятельности подземных вод; горизонтальный канал; полость, достаточная для турбулентного движения подземных вод (минимальный диаметр — 5-16 мм); естественное тело в пределах растворимых горных пород, образованное в результате расширения и преобразования первичных полостей при химическом и механическом воздействии подземных вод; природная подземная полость, частично или полностью заполненная газообразными, жидкими или твёрдыми веществами; сложная система ограниченного подземного пространства, все элементы которой взаимосвязаны.
Наиболее крупные пещеры (карстовые) — сложные системы проходов и залов, нередко суммарной протяжённостью до нескольких десятков километров.
Пещеры — объект изучения спелеологииСтатьи журнала «Спелеология и спелестология». Люди, увлекающиеся исследованием пещер, называются «спелеотуристами».
Пещеры в привходовой части, при подходящих геоморфологии (горизонтальный просторный вход) и расположении (близко к воде) использовались древними людьми в качестве жилищ. Пещерные жилища с комбинациями признаков (), которые определяют их выдающуюся универсальную ценность, согласно конвенции об охране всемирного культурного и природного наследия должны быть включены в список всемирного наследия ЮНЕСКО — своеобразный фонд выдающихся памятников культуры и природы, основной целью которого является привлечение сил мирового сообщества для сохранения этих уникальных объектов.
Пещеры по происхождению Пещеры по их происхождению можно разделить на пять групп: тектонические; эрозионные; ледниковые; вулканические; карстовые (самая большая группа). Но возможна и более подробная классификация:
Классификация подземных полостей (по В. Н. Дублянскому, В. Н. Андречуку): ГруппаКлассПодклассТипПородаОбозначения видов горных пород и материалов: Ма — магматическая, Ос — осадочная, Me — метаморфическая, Л — глетчерный лёд и офирнованныи снег, Б — бетон.Количество, шт.ЕстественныеЭндогенныеМагматогенныеКристаллизационныеMaВулканогенныеЭкструзионныеMaЭксплозионныеMaФлюационныеMaТектоногенныеДизъюнкционныеMaКонтракционныеMa, Oc, MeЭкзогенныеГипергенныеДилатансионныеMa, Oc, MeГравитационныеMa, Oc, MeДенудационныеMa, Oc, MeГидратационныеOcЭологенныеКорразионныеMa, Oc, MeДефляционныеMa, OcФлювиогенныеЭрозионныеMa, Oc, MeАбразионныеMa, Oc, MeКарстогенныеКоррозионныеMa, OcСуффозиогенныеСуффозионныеMa, OcГляциогенныеДислокационныеOcАбляционныеЛПирогенныеПиролизионныеOcБиогенныеВегетационныеOcЭксенционныеOcИскусственныеАнтропогенныеМеханогенныеЭкскавационныеMaХемогенныеСольвационныеMaЛиквационныеMaКремационныеMaЭрупционныеMaПетрогенныеКонструкционныеMa, Oc, Me, Б
Карстовые пещеры Таких пещер большинство. Именно карстовые пещеры имеют наибольшую протяжённость и глубину. Карстовые пещеры образуются вследствие растворения пород водой, поэтому они встречаются только там, где залегают растворимые породы: известняк, мрамор, доломит, мел, а также гипс и соль. Известняк, а тем более мрамор, растворяется чистой дистиллированной водой очень плохо. В несколько раз растворимость повышается, если в воде присутствует растворённый углекислый газ (а он всегда присутствует в природной воде), однако всё равно известняк растворяется слабо по сравнению, скажем, с гипсом или, тем более, солью. Но оказывается, что это положительно сказывается на образовании протяжённых пещер, поскольку гипсовые и соляные пещеры не только быстро образуются, но и быстро разрушаются.
Огромную роль при образовании пещер играют тектонические трещины и разломы. По картам исследованных пещер очень часто можно видеть, что ходы приурочены к тектоническим нарушениям, которые прослеживаются на поверхности. Также, для образования пещеры необходимо достаточное количество водных осадков, удачная форма рельефа: осадки с большой площади должны попадать в пещеру, вход в пещеру должен располагаться заметно выше того места, куда разгружаются подземные воды, и т. п.
Множество карстовых пещер представляют собой реликтовые системы: водный поток, образовавший пещеру, ушёл из неё вследствие изменения рельефа либо на более глубокие уровни (из-за понижения локального базиса эрозии — дна соседствующих речных долин), либо перестал попадать в пещеру из-за изменения поверхностного водосбора, после чего пещера проходит различные фазы старения. Очень часто изученные пещеры представляют собой маленькие фрагменты древней пещерной системы, вскрытые разрушением вмещающих горных массивов.
Эволюция карстовых процессов и их химизм таковы, что часто вода, растворив минеральные вещества горных пород (карбонаты, сульфаты), через некоторое время откладывает их на сводах и стенах пещер в виде массивных кор толщиной до 1 м и более (пещерный мраморный оникс) или особенных для каждой пещеры ансамблей минеральных агрегатов пещер, образуя сталактиты, сталагмиты, геликтиты, драпировки и иные специфические карстовые минеральные формы — натёчные образования.
В последнее время всё больше пещер открывается в породах, традиционно считавшихся некарстующимися. Например, в песчаниках и кварцитах столовых гор тепуи Южной Америки были открыты пещеры Абисму-Гуй-Колет глубиной 671 м (2006), протяжённостью 16 км (2009). По всей видимости, эти пещеры имеют также карстовое происхождение. В жарком тропическом климате при определённых условиях кварцит может растворяться водой.
Другим экзотическим примером образования карстовых пещер может служить очень протяжённая и глубочайшая в материковой части США пещера Лечугилья (и другие пещеры Карлсбадского национального парка). По современной гипотезе, она образовалась растворением известняков восходящими термальными водами, насыщенными серной кислотой.
Тектонические пещеры Такие пещеры могут возникать в любых породах в результате образования тектонических разломов. Как правило, такие пещеры встречаются в бортах глубоко врезанных в плоскогорье речных долин, когда огромные массивы породы откалываются от бортов, образуя трещины отседания (шерлопы). Трещины отседания обычно с глубиной сходятся клином. Чаще всего они заваливаются рыхлыми отложениями с поверхности массива, но иногда образуют довольно глубокие вертикальные пещеры глубиной до 100 м. Шерлопы широко распространены в Восточной Сибири. Изучены они сравнительно слабо и, вероятно, встречаются весьма часто. При тектоническом расширении уже существующих трещин образуются клинообразные пещеры с расширением в верхнем или нижнем конце — например Скельская пещера. Похожие пещеры образуются при уменьшении нагрузки на горный массив — например, пещера «Проходной двор» на Украине протяженностью 500—600 м. При вертикальных и горизонтальных смещениях горных пород в результате напряжения сжатия образуются небольшие пещеры из нескольких кулисообразно расположенных галерей. При короблении пластов ангидритов в результате их гидратации и переходе в гипс образуется гидратационный тип полостей. Образованные в результате доледникового и послеледникового расширения и углубления трещин в осадочных и магматических породах пещеры выделяют в отдельный тип (они хорошо изучены в Скандинавии). Помимо тектонических встречаются и гравитационные пещеры — небольшие полости, образованные в результате обрушения породы внутри горных массивов под действием силы тяжести и сползании отдельных блоков в коренном массиве. Например, гравитационная пещера Пулаи (Венгрия) образовалась в результате обрушения базальтового покрова в нижележащие карстовые полости, имеет длину 150 м и глубину 22 м. Иногда очень трудно отличить тектонические пещеры от гравитационных.
Эрозионные пещеры
Пещеры, образованные в результате действия поверхностных вод называют эрозионными (в отличие от карстовых пещер, образованных подземными водами), пещеры, образованные волнами морей и океанов в прибрежных скалах называют абразионными (Эстрайт в Нормандии, Фингалова пещера и Голубой грот (Капри)), а пещеры, образованные несущими песок ветрами на пустынных скалах называют эоловыми. При химическом выщелачивании и механическом разрушении глинистых и песчаных пород образуются суффозионные пещеры: колодцы глубиной до 15—20 м, тоннели и залы. Самая длинная пещера в лёссах — Стойан (Добруджа, Румыния, 102 м), в глинах — Лас Барденас (Испания, 50 м), в слабосцементированных карбонатных песчаниках — Студенческая (Украина, 242 м). В осадочных породах типа песчаников и метаморфических типа сланцев породах иногда образуются полости размером от 100 до 2000 м.
Эоловый подкласс пещер включает в себя два типа: коррозионный в виде округлых ниш в нижней части склонов, которые иногда превращаются в небольшие, длиной до 10 м, пещеры, и дефляционный — в виде небольших ниш в средней части склонов, которые часто превращаются в сквозные окна и арки (скала «Кольцо» около Кисловодска, «дырявые камни» вблизи Самарканда, жилые пещеры Внутренней Монголии). И хотя общепризнанным считается эоловое происхождение пещер в окрестностях Кисловодска, некоторые исследователи причиной появления этих пещер считают и действие воды.
Пещеры, образуемые в нерастворимых породах за счёт механической эрозии, то есть проработанные водой, содержащей крупинки твёрдого материала. Часто такие пещеры образуются на берегу моря под действием прибоя (Морская пещера), но они невелики. В пустынях под действием несущего песок ветра иногда образуются эоловые пещеры и эоловые гроты. Тем не менее возможно образование и пещер, проработанных по первичным тектоническим трещинам уходящими под землю ручьями. Известны довольно крупные (сотни метров длиной) эрозионные пещеры, образованные в песчаниках и даже гранитах. Примерами крупных эрозионных пещер могут быть Touchy Sword of Damocles Cave в габбро (4 км, 51 м, Нью-Йорк), Bat Cave в гнейсах (1,7 км, Северная Каролина), Upper Millerton Lake Cave в гранитах (Калифорния).
Ледниковые пещеры
Пещеры, образуемые в теле ледников талой водой. Такие пещеры встречаются на многих ледниках. Талые ледниковые воды поглощаются телом ледника по крупным трещинам или на пересечении трещин, образуя ходы, иногда проходимые для человека. Длина таких пещер может составлять несколько сот метров, глубина — до 100 м и более. Самой крупной ледниковой пещерой в мире считается Парадайз. В 1993 году в Гренландии был обнаружен и исследован гигантский ледниковый колодец «Изортог» глубиной 173 м, приток воды летом в него составлял 30 м³ и болееReynaud L. et Moreau L. Moulins glaciaires des glaciers tempérés et froids de 1986 à 1994 (Mer de Glace et Groënland) // Morphologie et techniques de mesures de la déformation de la glace. Actes du 3e Symposium International Cavités glaciaires et cryokarst en régions polaires et de haute montagne, Chamonix-France, 1er — 6.XI.1994. Annales Litteraires de l’université de Besançon. — № 561. — Serie Géographie. — № 34. — Besançon, 1995. — P. 109—113..
Ещё один тип ледниковых пещер — пещеры, образуемые в леднике в месте выхода внутриледниковых и подледниковых вод на краю ледников. Талые воды в таких пещерах могут течь как по ложу ледника, так и по ледниковому льду.
Особый тип ледниковых пещер — пещеры, образуемые в ледниках в месте выхода расположенных под ледником подземных термальных вод. Горячая вода способна проделывать объёмные галереи, однако такие пещеры залегают не в самом леднике, а под ним, поскольку лёд проплавляется снизу. Термальные ледниковые пещеры встречаются в Исландии, Гренландии и достигают значительных размеров.