Сталактит — натёчное образование в пещерах¶
Сталактит — хемогенное натёчное образование, свешивающееся с потолка пещер, карстовых полостей, а также с нижней поверхности естественных и искусственных сводов. Возникает в результате постепенного осаждения минерального вещества из капель воды, просачивающейся сквозь трещины в породе. Наиболее распространены известняковые (кальцитовые) сталактиты, однако они могут быть сложены гипсом, арагонитом, солями и другими минералами. Сталактиты — один из основных элементов подземного карстового рельефа и предмет изучения спелеологии.
¶Происхождение и механизм образования
Образование сталактитов связано с карстовыми процессами. Дождевая и талая вода, проходя через почву, обогащается углекислым газом и превращается в слабую угольную кислоту. Просачиваясь сквозь трещины в известняке, она растворяет карбонат кальция:
CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂
Насыщенный гидрокарбонатом кальция раствор попадает в полость пещеры. Здесь часть углекислого газа улетучивается в атмосферу, и происходит обратная реакция — выпадение твёрдого карбоната кальция:
Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + H₂O + CO₂
Каждая капля, задерживаясь на потолке, отдаёт тончайшее кольцо кальцита. Постепенно на этом месте формируется небольшой бугорок, из которого со временем вырастает вытянутое вниз образование. Скорость роста невелика и зависит от количества и минерализации поступающей воды, температуры и влажности воздуха в полости. В среднем известняковые сталактиты прирастают на доли миллиметра в год; в благоприятных условиях рост может достигать нескольких сантиметров за столетие.
¶Строение и форма
В поперечном сечении сталактит часто имеет концентрически-слоистое строение, отражающее неравномерность поступления вещества. В центре нередко сохраняется тонкий канал, по которому движется вода. Форма варьируется от простых конических «сосулек» до сложных ветвящихся, гребенчатых и искривлённых образований. Длина отдельных экземпляров может измеряться сантиметрами, тогда как в крупных пещерных системах встречаются сталактиты протяжённостью в несколько метров.
¶Разновидности
По составу и условиям формирования выделяют несколько типов:
- Кальцитовые — наиболее распространённые, слагающие основную массу натёчных форм в известняковых пещерах.
- Арагонитовые — образуются при иных физико-химических условиях, часто имеют игольчатую или радиально-лучистую структуру.
- Гипсовые и соляные — характерны для полостей в гипсовых и соляных толщах, отличаются быстрым ростом и хрупкостью.
- Ледяные — формируются в приледниковых и холодных пещерах за счёт замерзания воды; по сути близки к обычным сосулькам.
Родственное образование, растущее снизу вверх, называется сталагмитом; при срастании сталактита и сталагмита образуется сталагнат (колонна). Совокупность всех натёчных форм в пещере называют сталактитовым убранством.
¶Условия и скорость роста
Скорость образования зависит от ряда факторов:
| Фактор | Влияние |
|---|---|
| Количество просачивающейся воды | Больше воды — быстрее рост |
| Содержание CO₂ в растворе | Ускоряет растворение и последующее осаждение |
| Температура воздуха | Влияет на растворимость газов и солей |
| Влажность | Высокая влажность замедляет испарение |
| Мощность пород над полостью | Определяет минеральный состав вод |
Наиболее интенсивно сталактиты растут в тёплых влажных пещерах с активным водообменом. В сухих полостях рост практически прекращается, и образования сохраняются в ископаемом состоянии.
¶Распространение
Сталактиты встречаются практически во всех карстовых регионах мира. Крупные пещерные системы с развитым натёчным убранством известны на Кавказе, в Крыму, на Урале, в Сибири, а также в Альпах, на Балканах, в Северной Америке и Юго-Восточной Азии. В России значительные скопления сталактитов отмечены в Кунгурской ледяной пещере, в пещерах Воронцовской и Ахштырской на Западном Кавказе, в Крымских пещерах (Мармурова, Эмине-Баир-Хосар), в Кунгурском и Пермском крае, в Горном Алтае. Многие из них объявлены памятниками природы и охраняются как объекты туризма и научных исследований.
¶Значение и изучение
Сталактиты служат индикатором гидрогеологического режима подземных полостей. По их слоям, подобно годичным кольцам деревьев, исследователи реконструируют изменения климата, состава атмосферы и растительности за десятки и сотни тысяч лет — это направление называется изотопной спелеохронологией. Натёчные образования используются также для датирования геологических событий и оценки возраста самих пещер.
Для туризма сталактиты представляют значительную ценность: оборудованные пещеры привлекают посетителей, а их сохранность регулируется природоохранным законодательством. Механические повреждения, изменение температурно-влажностного режима и массовое посещение способны необратимо нарушить рост образований, поэтому во многих пещерах вводятся ограничения и маршруты для экскурсий.
¶Сходные явления
Помимо природных, различают техногенные сталактиты — натёчные формы, возникающие на сводах туннелей, мостов, подземных сооружений и даже на стыках бетонных конструкций. Они образуются по тому же механизму при фильтрации вод через строительные материалы. В быту сталактитами иногда называют обычные ледяные сосульки, хотя в строгом смысле это разные явления.
Источники: геологические и спелеологические справочники, материалы карстоведческих исследований, энциклопедические издания по геологии и минералогии.