Пещера мечты. Пещера судьбы - Владимир Мальцев

Кристаллография тоже может подбросить загадок. Взять, например, арагонитовые сталактиты. Цепочки из висящих друг на друге сферических сегментов безо всякого канала. Как в зале «Дамские Пальчики», который так и назван именно из-за их вида — непривычного, если не неприличного. Хотя химия в точности та же, что и для кальцита. А дело в том, что арагонит в обычных условиях всегда растет кристаллами, расщепленными до слабосвязанных пучков «ежей». И перекристаллизация скелетов идет не в монокристалл, а в эти пучки. Которые за счет своей пористости перераспределяют все питание (опять обратная связь), растя сегментом до тех пор, пока хватает капиллярных сил на удержание перекристаллизующего раствора, а потом — «схлопываясь» в каплю и начиная новый сегмент.

Заговорив о капиллярных силах и силах кристаллизации, мы органично дошли до той стадии в развитии пещеры, когда вода уже не течет и не капает — теперь она вся связана капиллярными силами в тонкие пленки, тем самым — практически не подчиняясь силе тяготения.

И вот здесь возникают, пожалуй, наиболее эффектные агрегаты — кораллиты и кристалликтиты. Механизм их роста — один из наиболее показательных, и он даже легко моделируется в домашних условиях (естественно, на более растворимых веществах). В наше время выращивание дома кораллитов и кристалликтитов из какого-нибудь медного купороса было весьма популярным школьным развлечением. Медленно испаряющаяся капиллярная пленка имеет очень своеобразную структуру массопереноса, управляемую законами физики испарения. Как известно, испарение с поверхности идет весьма неравномерно и зависит от локальной кривизны. Чем меньше радиус кривизны, тем интенсивнее испарение. На выступающих частях оно гораздо сильнее, чем на плоских или вогнутых. И — пленка подтягивается к ближайшему острию. Здесь уже разница между кальцитом и другими минералами нивелируется — все равно, происходит кристаллизация как непосредственный результат испарения, или опосредованно — через капиллярную пленку. Результат один — самый быстрый рост будет на самых острых выступах субстрата.

А что есть растущий кристалл? Тоже выступ, причем даже более острый. Да еще и снабженный не менее острыми ребрами по бокам. Опять обратная связь. И — на каждом гребешке, на каждом камешке расцветает ветвистый кустик — кристалликтит. С очень своеобразной конкурентной схемой, при которой выживают кристаллы, растущие с выступов в сторону самого свободного пространства. И «кустик» здесь — не аллегория, а именно аналогия. Ровно такую же геометрию конкуренции между ветвями имеет и самый настоящий живой куст какой-нибудь черники. И тоже на кочке растет. Природа едина и подчиняется одним и тем же законам физики.

Если кристаллы расщепляются, то вместо кристалликтитов растут несколько более распространенные кораллиты, более похожие на виноградные грозди. Несмотря на столь различный вид, при внимательном рассмотрении можно убедиться, что геометрическая схема у них в точности такая же.

Две ветви кораллитового или кристалликтитового куста никогда не срастаются — при их сближении получается вогнутость, в которой испарение блокировано. Словом, и в этом каменный куст ведет себя чрезвычайно похоже на обычный, живой. У того тоже там, где ветви начинают стеснять друг друга, их рост прекращается, а глобально куст растет именно собирая воду с окрестностей и испаряя ее. У морских кораллов, давших название этим агрегатам, сходства с ними как раз меньше: коралл берет материал для постройки из окружающей воды, и потому форма и поведение у него контролируются совсем другими законами.

Отдельность ветвей в кораллитах и кристалликтитах может доводить до членовредительства. Как-то раз в Хайдаркане мы отбирали по пещеркам, вскрываемым рудником, материал для музея. И — Витя Слетов, лежащий под низким потолком с роскошными кораллитами, — подозвал меня, попросив тюкнуть молотком по кустику, который он придерживал. Кустик, разумеется, откололся по самой тонкой ножке, которая оказалась гораздо глубже, чем Витя предполагал. Придавленного стокилограммовым «кустиком» Витю пришлось освобождать втроем. А потом — еще и чинить автобус. Так как Бартенев, на которого в итоге взвалили рюкзак с сим экспонатом, выйдя из штольни, так разогнался с пригорка, что не смог вовремя остановиться. Повезло, что хоть развернуться успел перед впечатыванием в крыло автобуса — иначе окончилось бы существенно хуже.

Кажется, уже образовалась некоторая традиция: в каждом разделе немного поиздеваться над недавними заблуждениями. Продолжим сие приятное и небесполезное развлечение, тем более, что кристалликтиты такую возможность подбрасывают, причем — шикарную. Особенно — Хайдарканские, на которых выпасались многие поколения подрастающих геологов и минералогов.

Понимание реальной роли гидротерм в образовании разнообразных натеков, описанной в начале главы, пришло в процессе интеллектуальной дуэли Степанова с множеством оппонентов. На тему именно Хайдарканских кристалликтитов. И, что самое существенное — как раз эта дуэль и сподвигла Степанова на углубленное изучение процессов кристаллизации в пещерах.

Долгие десятилетия никто просто не хотел верить тому, что изумительные по красоте каменные кусты, украшающие многие музеи, могут образоваться как продукты только простейших процессов. И предлагали всякие разные теории о том, что в их образовании виноваты те же горячие растворы, которые откладывали ртутно-сурьмяные руды Хайдарканского месторождения. Хотя для того, чтобы понять полную несостоятельность этих теорий, не требовалось ничего, кроме здравого смысла. Гидротермальные воды — они восходящие, и это значит, что если они есть, то полости залиты ими до потолка. А сплошная водяная среда — штука однородная, и если из нее что-то растет, то с одинаковой скоростью на всех поверхностях. В термальной пещере в принципе не может образоваться никаких выделяющихся в ландшафте кустов. Устойчивая привычка в каждом необычной формы кусте видеть гидротермальное вмешательство — примерно то же самое, что нынешняя мода винить НЛО во всем, что не есть понятно немедленно и без напряжения мозгов. Впрочем, сейчас вместо гидротермальной появилось еще две моды того же типа — во всем, что лень понять, винить радиоактивность или аэрозоли, но до этой хохмы мы еще доберемся.

Кораллит-кристалликтитовые формы иногда демонстрируют нам совершенно поразительные примеры самоорганизации минеральных тел. К примеру — комбинированные кустики (мультикораллиты), распространенные по всем северным районам Кап-Кутана. С виду — ничего особенного, хоть и красиво. Кальцитовые кораллиты, обросшие арагонитовыми[28] кристалликтитами, а на самых кончиках — маленькие шарики гидромагнезита.[29] Классическая последовательность выделения нескольких минералов. Только вот почему-то такие мультикораллиты встречаются в Снежной на Кавказе, в Carlsbad Cavern, еще в десятке пещер — и везде последовательность полная. Ни одной «незавершенки». В чем дело?