Сталагмиты — минеральные образования в пещерах¶

Сталагмит — это минеральное образование, нарастающее в пещерах и карстовых полостях снизу вверх, представляющее собой конусовидный или цилиндрический столб, сложенный преимущественно из кальцита (карбоната кальция). Сталагмиты относятся к классу вторичных карстовых образований и формируются в результате выпадения из капель воды, насыщенных растворённым карбонатом кальция, карбоната кальция в осадок. Вместе со сталактитами (растущими сверху вниз) сталагмиты образуют парные колонны, которые иногда срастаются, образуя сталагноподы.

¶Происхождение и механизм формирования

Формирование сталагмита начинается с того, что вода, прошедшая через толщу известняковых или доломитовых пород, насыщается растворённым карбонатом кальция. При контакте такой воды с воздухом пещеры происходит дегазация углекислого газа (CO₂), что приводит к выпадению карбоната кальция в осадок. Капля, падающая со свода, оставляет на поверхности пола микроскопическое количество минерального вещества — порядка долей миллиграмма на каплю. Со временем эти отложения накапливаются, формируя характерный столбик.

Скорость роста сталагмитов крайне мала и составляет в среднем от 0,1 до 3 мм в год, хотя отдельные экземпляры в благоприятных условиях растут быстрее. На скорость роста влияют:

• объём поступающей воды;
• концентрация растворённого карбоната кальция;
• температура и влажность пещеры;
• высота падения капли (при большой высоте часть воды испаряется или разбрызгивается, замедляя рост).

Помимо кальцита, сталагмиты могут быть сложены арагонитом, гипсом, малахитом, селенитом и другими минералами, однако кальцитовые сталагмиты — наиболее распространённый тип.

¶Внешний вид и строение

Размеры сталагмитов варьируются от нескольких миллиметров до нескольких метров в высоту и диаметре. Наиболее известные экземпляры достигают высоты более 10 м. Форма сталагмита зависит от условий роста: при падении капель с небольшой высоты формируется широкий низкий «блин», при падении с большей высоты — высокий узкий конус.

В поперечном сечении сталагмит часто имеет слоистое строение, отражающее периоды активного и замедленного роста. Эти слои (годичные кольца) могут использоваться в палеоклиматологии: по изотопному составу кислорода и углерода в слоях сталагмита реконструируют температурный режим и влажность прошлых эпох. Некоторые сталагмиты содержат непрерывные климатические ряды, охватывающие десятки и сотни тысяч лет.

¶Классификация

Сталагмиты подразделяют по нескольким признакам:

• по составу — кальцитовые, арагонитовые, гипсовые, железистые и другие;
• по форме — конусовидные, цилиндрические, бочкообразные, «свечевые» (тонкие и высокие), «блинчатые» (низкие и широкие);
• по внутреннему строению — плотные (монолитные) и пористые, с полостями и кришталевыми камерами.

¶Распространённость

Сталагмиты встречаются в пещерах по всему миру, однако наиболее известны в регионах с мощными толщами известняков: в Карпатах, Крыму, на Урале, в Словении, Хорватии, Мексике, Китае, на Мадагаскаре.

В России сталагмиты распространены в карстовых пещерах Южного Урала, Крыма, Северного Прикаспия и Сибири. Среди известных объектов — пещера Каповая в Башкортостане, где сталагмиты сочетаются с палеолитической живописью, и пещеры Крымского karstового района. В пещере Кунгурской на Урале сталагмиты и сталактиты из гипса образуют причудливые «ледяные» формы.

¶Применение и значение

Сталагмиты имеют научное значение как палеоклиматические архивы: послойный анализ их химического и изотопного состава позволяет восстановить климатическую историю региона. Кроме того, они представляют собой объект геологического наследия и включаются в охраняемые территории — пещеры со сталагмитами часто становятся геологическими памятниками и туристическими объектами.

В декоративных целях сталагмиты иногда используются в оформлении гротов и пещерных музеев, однако изъятие сталагмитов из природных пещер во многих странах запрещено или ограничено, поскольку это разрушает уникальные природные комплексы, формировавшиеся тысячелетиями.

¶Интересные факты

• Сталагмит в пещере Сара-Булу (Иран) считается одним из древнейших — его возраст оценивается в сотни тысяч лет.
• В пещере Яншэ (Китай) сталагмиты достигают высоты более 12 м.
• Сталагмиты могут сохранять следы древних осадков, пыльцы и даже радиоактивных изотопов, что делает их ценным источником данных для учёных.

Источники:

• Глушко В. В., Толок И. Л. Карстоведение. — Киев: Наукова думка, 1977.
• Фортов В. Е., Долина Л. А. Пещеры Урала. — Екатеринбург: УрО РАН, 2007.
• Форхгаммер Й. Карст и карстовые явления. — М.: Недра, 1980.
• Ford D., Williams P. Karst Hydrogeology and Geomorphology. — Chichester: Wiley, 2007.