Ледяная гора и Кунгурская Ледяная пещера
(самая большая в крае пещера в гипсах с многолетним льдом)

Расположение: Кунгурский район
Тип памятника: Карстологический
Краткая характеристика: Стратотип иренского горизонта кунгурского яруса нижней перми P₁ir. Карстовые формы рельефа на поверхности горы и старейшая в мире экскурсионная гипсовая пещера (5700 м) с многолетним оледенением
Статус: Историко-природный комплекс регионального значения
(по реш. Перм. облисполкома от 12.07.65 № 399)
Автор статьи: О.И. Кадебская

Ледяная гора располагается на северо-восточной окраине г. Кунгура, занимая водораздельное пространство между реками Сылва и Шаква. Гора представляет собой платообразную закарстованную возвышенность, поднимающуюся над днищами речных долин на 90—96 м. Массив горы — это уникальный геологический объект, расположенный на западном крыле Уфимского вала, входящего в состав денудационной равнины Среднего Предуралья. Гора занимает площадь 22 км2 и ограничена с севера и запада устьевой частью р. Шаквы, с юга — р. Сылвой, с востока — водораздельной площадью между крупными логами.

В районе Ледяной горы Уфимский вал выделяется приподнятым залеганием нижнепермских отложений. Антиклинальная структура имеет асимметричное строение: восточное крыло более крутое и узкое, наклон 1—3°, западное — пологое и широкое, падение пород здесь колеблется от 0 до 1°.

На тектонические формы и формы облекания рифовых массивов в полосе распространения сульфатных отложений накладываются карстовые дислокации, появление которых связано с растворением. В результате в гипсоангидритах и перекрывающих пластах возникают разнообразные складчатые и разрывные нарушения. Образуются большие прогибы пластов над подземными полостями. В карбонатных пачках иренского горизонта над участками гипсов и ангидритов, которые в меньшей степени подверглись разрушению, образуются мелкие складки.

Нарушения в залегании горных пород, обусловленные гидратацией ангидритов, проявляются в виде мелкой складчатости, иногда с разрывом сплошности слоев. С формированием Уфимского вала связаны субвертикальные трещины с простираниями 55° и 335°. Они имеют незначительную ширину и заполнены гипсом и кальцитом. Широко развиты процессы отседания склонов.

Ледяная гора приурочена к центральной части клиновидного тектонического блока северного окончания Башкирского свода. С северо-запада блок ограничен крутопадающим (65—90°) сбросо-взбросовым глубинным нарушением с падением сместителя на запад. Разлом отделяет окончание Башкирского свода от Сылвенского прогиба. Восточной границей блока является сбросовзбросовое глубинное нарушение с крутым (70—80°) падением сместителя на восток, разделяющее Волго-Уральскую антеклизу и Уфимско-Соликамскую мегавпадину. На юге блок ограничен левосторонним сдвигом широтного простирания. Разломы, ограничивающие блок, прослеживаются в фундаменте (амплитуды от 0,5 до 5,0?103 м) и осадочном чехле (0,5—2,0?103 м), что свидетельствует об их тектонической активности от протерозоя до кайнозоя. Одним из основных условий интенсивного развития карста Ледяной горы является трещиноватость массива. Анализ его структурно-тектонического строения на региональном, локальном и блоковом морфолого-морфометрических уровнях выявляет фундаментальную роль дизъюнктивов в истории формирования пещеры.

В рельефе Ледяной горы заметны многочисленные проявления поверхностного карста — воронки различных форм и размеров, карстовые траншеи и рвы, находящиеся на разных стадиях развития. Крупные воронки достигают 60 м в диаметре, а общее количество обследованных карстовых образований на Ледяной горе более 3000. В наибольшей степени закарстовано урочище Байдарашки на северо-западной окраине горы (количество карстовых воронок здесь достигает 1000 шт./км²). Карстовые воронки продолжают активно развиваться и в настоящее время. По данным наблюдений, прирост их объемов составляет от 1—2 (воронки на террасах и склонах Ледяной горы) до 30 м³/год (дно суходолов). Большинство воронок на Ледяной горе сухие. На дне их имеются трещины, через которые дождевые и талые воды проникают внутрь гипсового массива. Отдельные воронки, заполненные водой, образуют карстовые озера. Одно из них находится над пещерой. Воронки, расположенные за пределами разведанной части пещеры, указывают на ее возможные продолжения.

Второй по частоте встречаемости формой рельефа на Ледяной горе являются провалы. С 1940 г. их зафиксировано 164. Наиболее крупный провал произошел в 1943 г. Он имел ширину 10 м, глубину 6—8 м. Внезапное обрушение земли вызвало небольшое землетрясение, по соседнему карстовому озеру пошли волны. В результате осыпания рыхлых грунтов провал расширился до 26 м, а глубина его уменьшилась до 5 м.

В процессе эволюции рельефа происходили активизация и затухание образования воронок, являющихся поглотителями воды и воздуха. Свежие провалы улучшают просачивание воды и поступление воздуха в пещеру. Так, после провала в 2002 г. в гроте Крестовый весной наблюдалось интенсивное просачивание воды, расход потока составил 10 л/мин.

Со временем провалы под воздействием эрозионных процессов заполняются рыхлым материалом, и доступ воздуха и воды в пещеру существенно уменьшается. Незначительные выходы воздуха в зимний период фиксируются в воронках над гротами Эфирный и Мокрая Кочка, а более интенсивные выходы — вдоль бровки склона только над первыми гротами.

Карстовые процессы повлияли и на состав растительности Ледяной горы, которая является частью Кунгурской островной сосновоберезовой лесостепи, реликтовой по происхождению и имеющей ярко выраженный сибирский облик.

Кунгурская Ледяная пещера
История исследований. Посещения подземного лабиринта начались с глубокой старины. В 1703 г. указом Петра I из Тобольска в Кунгур был послан известный географ С. У. Ремезов. Он составил карту уезда и первый чертеж пещеры. Копии плана пещеры были размножены картографами в ХVIII в. и включены в научные энциклопедии европейских университетов.

На тот период времени план и описание Кунгурской пещеры стали эталоном, по которому отечественные и зарубежные ученые изучали подземный мир.

Первые заметки о Кунгурской пещере составил начальник Уральских и Сибирских горных заводов В. Н. Татищев, неоднократно посещавший Кунгур в 1720—1723 гг. Именно он первым дал правильное объяснение происхождению пещеры и привлек внимание отечественной науки к карстовым процессам и явлениям.

Исследователи, путешественники, проезжавшие через Кунгур в Сибирь, считали необходимым побывать в пещере. В 1733 г. Кунгурскую пещеру обследовали участники «сибирской группы» cухопутного отряда ВеКарстологические памятники ликой Северной II Камчатской экспедиции профессора И. Г. Гмелин и Г. Ф. Миллер в сопровождении художника И. Х. Бергхана. В рукописи, составленной И. Г. Гмелиным на латинском языке (обнаружена Е. Н. Косвинцевым и хранится в Центральном государственном архиве), дается описание Кунгурской пещеры с приложением плана, снятого с помощью компаса, и рисунка Ледяной горы.

Наиболее красочное описание Кунгурской пещеры принадлежит профессору Казанского университета М. Я. Киттары (1848). Он наблюдал в Бриллиантовом гроте «замечательные цепи и шнуры из сросшихся ледяных кристаллов», а в гроте Полярный — «точеные вазыталагмиты», наполненные прозрачной водой. Игольчатые ледяные кристаллы, растущие при температуре ниже –7°С, сохранялись до осени, не таяли сталагмиты и в Крестовом гроте. На берегу озера он изобразил жертвенник, а в гроте Крестовый — убежище, сложенное из камней («склеп»). В 1859 г. художники Иконников и Головин выполнили зарисовки внутри пещеры. Они измерили длину пещеры. Протяженность главного хода оказалась «до 500 сажен» (1015 м).

В 1875 г. пещеру посетили возвращавшиеся из Сибири члены полярной экспедиции А. Э. Норденшельда. В 1879 г. первые археологические раскопки в Кунгурской пещере провел антрополог И. С. Поляков. Два шурфа в Крестовом гроте не вскрыли культурного слоя: им не встречены были ни обломки орудий, ни кости животных. По мнению И. С. Полякова, пещера никогда не была обитаема. Им проводились и температурные измерения, которые, впрочем, не вызывают доверия (завышены). И. С. Поляков первым обратил внимание на гипсово-кальцитовые пленки озер и скопления кристалликов гипса (гипсовую «муку») на поверхности испаряющихся льдов, а также на связь уровня подземных озер с р. Сылвой.

В 1882 г. Ледяную гору и Кунгурскую пещеру посетил выдающийся кристаллограф Е. С. Федоров. Он впервые в русской литературе использовал термин «карст», раскрыл причины возникновения пещерных форм, объяснил причины накопления холода в пещере, дал кристаллографическую характеристику подземных льдов, указал на участие вод р. Сылвы в растворении пород и расширении пещерных ходов. Под впечатлением разрушительной деятельности подземных вод он писал: «…Как непродолжительна протекшая уже история пещеры, столь же краткий срок предстоит ей впереди».

В 1912 г. Кунгурскую пещеру посетил биолог П. О. Каптерев. Ему удалось поймать 16 пещерных ногохвосток, а в Большом подземном озере — двух слепых рачков-бокоплавов. Кроме того, им было встречено летающее насекомое, похожее на комара.

В 1911—1915 гг. при исследованиях северной части Уфимского плато пещеру неоднократно посещала В. А. Варсанофьева. Ее интересовали вопросы происхождения разных гротов, соотношения обвальных сводов и сводов, омытых водой, зависимости образования ледяных кристаллов от формы полостей, подтока зимнего холодного воздуха и пр.

Начиная с 1917 г., в районе пещеры проводились разнообразные геологические исследования. Большое внимание при этом уделялось разведке и охране природных богатств страны, в том числе памятников природы.

В 1925 г. Кунгурскую пещеру посетил выдающийся отечественный минералог, академик А. Е. Ферсман. В работе «К минералогии пещер» он отметил уникальные подземные ледяные кристаллы, а позднее в очерке «Геохимия пещер» опубликовал их фотографии.

В 1928—1930 гг. Государственный гидрологический институт (Ленинград) организовал экспедицию для изучения водного режима Кунгурской пещеры и ее подземных льдов. Экспедицией руководил профессор В. Я. Альтберг. В ней участвовали наблюдатели Главной геофизической лаборатории (ГГО) Л. А. Вительс и Кунгурской метеостанции Г. Е. Баранов. Проводились измерения температуры, влажности и скорости движения воздуха. Было отмечено, что причина накопления холода кроется в особенностях строения подземных полостей, благодаря которым в течение всей зимы существует сильная тяга наружного морозного воздуха в пещеру. Раскрыты причины формирования необычайно крупных ледяных кристаллов изморози.

В 1930 г. геологический разрез Ледяной горы у входа в пещеру изучали геологи Н. П. Герасимов и Е. Н. Тихвинская. По результатам изучения обнажений на р. Сылве и ее притоках составлен «разрез классического кунгура» (кунгурского яруса). В 1930-е гг. в Пермском госуниверситете выполнены первые химические анализы воды озер и льдов Кунгурской пещеры. Г. А. Максимович и Г. Г. Кобяк установили, что лед и вода имеют минерализацию более 2 г/дм³, относясь к неохваченным существующими классификациями минерализованным (соленым) разновидностям подземных вод.

В 1934—1935 гг. экспедиция «Гидростройпроекта» разведала дальнюю часть подземного лабиринта. В 1948 г. на базе одной из групп прекратившей после войны свою деятельность экспедиции особого назначения в Кунгурской пещере был организован Уральский филиал карстово-спелеологической станции МГУ. Ее первым научным руководителем стала В. А. Варсанофьева, а заведующим — В. С. Лукин. Эпизодические исследования пещеры сменились стационарными наблюдениями. В 1949 г. было оборудовано 30 метеорологических и гидрометрических постов. Изучение воздушных потоков, закономерностей распределения температур и влажности воздуха позволило установить причины потепления и нарушения кристаллизации льда. В 1952 г. карстовопелеологическая станция МГУ была передана Уральскому филиалу АН СССР и реорганизована в научноисследовательский стационар, директором которого стал Д. В. Рыжиков. В 1965 г. сотрудник стационара Академии наук Е. П. Дорофеев составил более полный план пещеры с маршрутом экскурсий и названиями гротов. Благодаря коллективу стационара Кунгурская Ледяная пещера стала одной из немногих в мире и единственной в России, в которой на протяжении 60 лет проводятся комплексные научные наблюдения. В 2002 г. под руководством профессора В. Н. Дублянского был создан электронный банк данных, который состоит из 159 таблиц, содержащих более 100 000 записей. Копия базы хранится в территориальном агентстве по недропользованию Пермского края («Пермьнедра»).

Анализ результатов наблюдений позволил выявить многие закономерности функционирования пещеры как антропогенно-природной системы, отраженные в коллективной монографии «Кунгурская Ледяная пещера: Опыт режимных наблюдений» (2005), разработаны проект мониторинговых исследований (2005) и технический проект эксплуатации Кунгурской Ледяной пещеры (2006), опубликованы десятки научных статей и отчетов, созданы база данных и набор тематических слоев ГИС-проекта, посвященного состоянию объекта.

Разработанный в 2005 г. новый проект мониторинга включает блок сейсмологического контроля над процессами разрушения, который позволяет регистрировать не только обрушения, но и появление трещин в кровле и стенах. Помимо сейсмической составляющей, автоматизированная система включает и несейсмические каналы, т. е. датчики, фиксирующие микроклиматические параметры. На сегодняшний день система мониторинга, разработанная Горным институтом УрО РАН совместно с компанией ISS International Ltd., является уникальной для исследования пещер.

Основные характеристики пещеры. Пещера является старейшей в мире экскурсионной гипсовой пещерой с многолетним оледенением. Она служит также постоянным объектом исследований для научно-исследовательской лаборатории Горного института УрО РАН. В 2001 г. согласно Федеральному закону «Об особо охраняемых территориях» и Закону Пермской области «Об историкокультурно-природном наследии» памятники природы «Ледяная гора» и «Кунгурская Ледяная пещера» вошли в состав историкоприродного комплекса «Ледяная гора и Кунгурская Ледяная пещера».

Кунгурская Ледяная пещера (КЛП) заложена в толще переслаивания карстующихся карбонатно-сульфатных пород, включающей ангидриты, гипсы, гипсоангидриты, доломиты, известняки и брекчии такого же состава. В ней можно наблюдать и исследовать нижнюю часть стратотипического разреза иренского горизонта кунгурского яруса пермской системы — ледянопещерскую и неволинскую пачки. Высотная отметка входа 119,99 м.

Пещера представляет собой лабиринтовую систему, ее протяженность 5,7 км, амплитуда 32 м, площадь 65,0 тыс. м2, объем около 206,0 тыс. м3. Кунгурская пещера является одной из самых крупных по протяженности среди гипсовых пещер России и самой крупной по объему. На долю Кунгурской пещеры приходится около 50% общей длины и объема и более 60% площади всех 158 гипсовых пещер Приуралья. Особенность Кунгурской пещеры — преобладание крупных гротов; менее распространены мелкие гроты, совсем мало узких ходов. Крупные гроты возникают в узлах пересечения галерей и при расчленении завалами единых галерей. В присклоновой части галереи заполнены обвальными отложениями. Дальние части галерей также закрыты завалами. Геофизические исследования выявили их неразведанные продолжения. КЛП состоит из одного этажа, располагающегося на отметках, близких к уровням воды в р. Сылве. На стенах гротов до отметки 119—121 м (6—8 м над меженным уровнем р. Сылвы) имеются следы коррозионной переработки. Выше отметок, отвечающих высоте I надпойменной террасы р. Сылвы, располагаются только своды гротов, сформированные гравитационными процессами, и органные трубы, имеющие коррозионноэрозионный генезис. На контакте ледянопещерской и неволинской пачек, а также в органных трубах фрагменты горизонтальных ходов отсутствуют. Анализ морфологии пещеры свидетельствует об особых условиях ее образования и развития. Дальнейшие исследования Кунгурской пещеры позволят существенно дополнить теорию спелеогенеза, а также усовершенствовать карстологические методики.

Условия формирования пещеры определяют ее специфическую обводненность: в пещере имеется около 70 подземных озер разных размеров, различающихся условиями питания и режимом. Их количество изменяется в зависимости от сезонов года. Общая площадь озер около 7,5 тыс. м² (11% площади всех гротов в пещере); самое крупное в экскурсионной части Большое подземное озеро в гроте Дружбы Народов имеет площадь 1460 м². Площадь еще 12 озер пещеры составляет 100—900 м², а остальных — менее 100 м², глубина достигает 5 м.

В пещере отмечена эталонная для пещер система печной тяги воздуха, которая определяет ее климатические особенности. Уникальность микроклимата пещеры заключается в наличии полного набора климатических зон (что очень редко для пещер, особенно гипсовых): зоны постоянно отрицательных температур с существенными колебаниями значений (здесь постоянно сохраняется лед), зоны постоянных положительных температур, соответствующих температуре карстового массива, и зоны положительных температур с большими колебаниями значений. Именно особенности тяги воздуха в полости определили наличие зоны постоянно отрицательной температуры у входа в пещеру. При этом окружающая пещеру территория находится вне зоны развития многолетней мерзлоты. Наличие зоны постоянно отрицательных температур в пещере определило в ней богатство форм льда разного происхождения. И именно сезонные и многолетние льды являются главной достопримечательностью пещеры. Конжеляционные льды образуются при замерзании воды. В местах капели со сводов вода уже не просачивается в грунт, а замерзает, образуя сталагмиты, которые в благоприятных условиях достигают высоты 2 м. Позднее, когда температура у сводов также опустится ниже 0°С, начнется рост сталактитов. В гроте Крестовый в марте 2003 г. были отмечены сталактиты длиной 3,5 м. Срастаясь, сталактиты и сталагмиты образуют сталагнаты. Когда породы в своде промерзнут, поступление воды прекращается. Начинается испарение ледяных натеков, меняющее их форму и размеры.

Формы сталактитов менее разнообразны: на горизонтальных сводах и выступах образуются конусовидные сосульки, на наклонных — плоские сталактиты, флаги, гирлянды, занавеси.

М. П. Головков и Е. П. Дорофеев выявили большое разнообразие форм сублимационных (точнее — десублимационных) ледяных кристаллов в Кунгурской пещере (листовидные, лотковые, пирамидальные, прямоугольные, игольчатые), а также сложные формы (сростки).

Не менее поразительны вид и разнообразие кристаллических форм гипсовых отложений в пещере: голубоватый и серый гипс и ангидрит, в отдельных кусках которого заключаются кристаллы прозрачного гипса (Марьино стекло), а стены грота Хрустальный полностью состоят из него. В стенах многих гротов можно видеть тонкие голубоватобелые ленты селенита. Сотканный из длинных шелковистых нитей кристаллов, он сразу преображается в лучах направленного света.

На дне обмелевшего озера в гроте Длинный были обнаружены необычные трубчатые минеральные образования, ранее для пещеры не наблюдавшиеся и не описанные. Эти образования формируют минеральный куст и растут вверх, видимо, за счет питания поровыми растворами на поверхности разрушенного, частично дезинтегрированного, обломка гипсовой породы, покрытого тонким слоем красно-коричневой глины. Отдельные трубочки достигают в высоту 4 см. На кафедре минералогии ПГУ Н. Е. Молоштановой эти образования диагностированы как арагонит. В гротах Бриллиантовый, Западный, Полярный, Скульптурный, Скандинавский встречена серовато-белая гипсовая «мука». В гроте Грязный содержащиеся в сульфатных породах карбонатные примеси накапливаются в углублениях и трещинах в виде белой доломитовой «муки». На поверхности льда в гроте Полярный, в проходах между гротами Бриллиантовый, Данте, Полярный, наблюдались мучнистая масса и хлопьевидные образования. В некоторых случаях скопление иголочек приобретает форму звездчатых Карстологические памятники агрегатов. Кальцит и доломит с примесью тонкозернистого кварца образуют сгустки округлой или неправильной формы размером 0,5—1,0 мм.

Игольчатые и столбчатые кристаллы встречены в гротах Бирюзовое озеро, Близнецов, Географов, Грозный, Перепутье, Переслегина, Вышка II, Великан, Романтиков. Длина их достигает 3 см, толщина 0,2 см. Чаще встречаются плоские иглы с прямоугольной вершиной. Они обычно нарастают друзами на корочках перекристаллизованного гипса. Конкреции со щетками игл длиной 0,5 см найдены в ряде гротов: Бирюзовое озеро, Длинный, Великан, Вышка, Колизей, Ночь Осенняя, Руины, Смелых, Тернистый Путь.

Существует описание нитевидного кристалла диаметром 0,1 мм, обнаруженного в гроте Смелых, а также спутано-волокнистого образования — в гроте Грозный. В гроте Колизей есть чешуйчатые кристаллы светлокоричневого цвета; в гротах Вышка, Космический, ходе Хрустальный — шестоватые, белые, полупрозрачные кристаллы длиной 2—4 см. В гротах Колизей, Великан и в ряде ходов часто встречаются светло-коричневые двойниковые кристаллы, иногда образующие сплошной слой. В гроте Колизей, в ходах к западу от грота Смелых и к юго-западу от грота Грязный в глине обнаружены светло-коричневые дендриты, имеющие размеры до 10 см в поперечнике. Наблюдаются случаи взламывания глинистой корочки растущими кристаллами. Во влажную глину, заполняющую трещины или осевшую на обломках ангидрита и гипса, прорастают пучки полупрозрачных кристаллов, образующие кору толщиной до 3 см. Некоторые трещины, заполненные в прошлом глиной, полностью «залечены» вторичными кристаллами гипса.

В местах падения капель (грот Географов, проход между гротами Крестовый и Руины и др.) на глыбах образуются валики из мелких пластинок гипса, а в глине — гипсовые «розы» и дендриты из полупрозрачных кристаллов (грот Колизей). Выступающие плоские заостренные вершины кристаллов располагаются концентрически, как лепестки роз; в дендритовых сростках они похожи на чешую рыб.

Животные, населяющие карстовые пустоты, представляют собой исключительно интересный объект для научных исследований. Изучение этих существ дает благодатный материал для фауногенетических, палеоклиматических и геологических реконструкций, позволяет пролить свет на микроэволюционные события, протекающие в изолированных популяциях организмов, понять формы и механизмы их адаптации к суровым условиям подземных местообитаний, выявить своеобразие структуры и функциональной организации пещерных экосистем.

Троглобионтные бокоплавы Crangonyx chlebnikovi (Borutzky, 1928), безусловно, принадлежат к числу наиболее экзотических представителей животного мира. Уникальность природных компонентов пещеры сочетается с ее доступностью для массового туризма ввиду ее расположения в пределах одного из старейших городов России.

В конце 2004 г. Всемирный союз охраны природы и Исполнительный комитет по карсту и охране пещер представили список карстовых объектов, рекомендуемых для включения в Список мирового наследия ЮНЕСКО. Среди них были также Ледяная гора и Кунгурская Ледяная пещера. Каждый год в пещеру приезжает до 100 тысяч человек, а со времени начала подсчета экскурсантов (1927 г.) пещеру уже посетило около 5 млн человек из разных стран мира.

На иллюстрациях:

1. Грот Крестовый. Фото М. Овсейчика
    JPG, 997x666, 173 Кб
2. Группа сталагмитов в гроте Крестовый
    JPG, 482x311, 37 Кб
3. Игольчатые кристаллы, образующиеся в интервале температур –10...–15°С
    JPG, 481x360, 33 Кб
4. Звездчатые агрегаты в гроте Скандинавский, образующиеся за счет перекристаллизации гипсовой «муки»
    JPG, 481x317, 49 Кб