Морская пещера , также известная как прибрежная пещера , тип пещеры, образованной в основном волновым воздействием моря . Основным процессом является эрозия . Морские пещеры встречаются по всему миру, активно формируясь вдоль современных береговых линий и как реликтовые морские пещеры на бывших береговых линиях. Некоторые из крупнейших волновых пещер в мире находятся на побережье Норвегии, но сейчас они находятся на высоте 100 футов или более над нынешним уровнем моря. [1] Они по-прежнему будут классифицироваться как прибрежные пещеры. Напротив, в таких местах, как залив Пханг Нга в Таиланде , пещеры, образованные растворением в известняке, были затоплены поднимающимся морем и теперь подвергаются прибрежной эрозии, что представляет собой новую фазу их расширения.
Некоторые из самых известных морских пещер находятся в Европе. Пещера Фингала на острове Стаффа в Шотландии — это просторная пещера длиной около 70 м, образованная в столбчатом базальте . Голубой грот Капри , хотя и меньше , славится видимым люминесцентным качеством своей воды, которое создается светом, проходящим через подводные отверстия. Римляне построили лестницу в его задней части и ныне обрушившийся туннель на поверхность. Греческие острова также известны разнообразием и красотой своих морских пещер. Многочисленные морские пещеры были обследованы в Англии, Шотландии и Франции, особенно на побережье Нормандии. До 2013 года самые большие известные морские пещеры были обнаружены вдоль западного побережья Соединенных Штатов, на Гавайских островах и Шетландских островах. В 2013 году было объявлено об открытии и обследовании самой большой в мире морской пещеры. [2] Пещера Матаинака, расположенная на побережье Отаго на Южном острове Новой Зеландии , оказалась самой обширной в мире, ее длина составляет 1,5 км. Также в 2013 году Кроссли сообщил о недавно обследованном комплексе, достигающем чуть более километра в обследовании на пляже Бетхеллс на Северном острове Новой Зеландии. [3]
Литоральные пещеры могут быть найдены в самых разных вмещающих породах, от осадочных до метаморфических и магматических , но пещеры в последних, как правило, больше из-за большей прочности вмещающей породы. Однако есть некоторые заметные исключения, которые обсуждаются ниже.
Для того, чтобы образовалась морская пещера, вмещающая порода должна сначала содержать слабую зону. В метаморфических или магматических породах это обычно либо разлом, как в пещерах островов Чаннел в Калифорнии , либо дайка , как в крупных морских пещерах Кауаи , побережье На-Пали на Гавайях . [4] [5] В осадочных породах это может быть разделение плоскостей напластования или контакт между слоями разной твердости. Последнее может также встречаться в магматических породах, например, в пещерах острова Санта-Крус в Калифорнии , где волны атаковали контакт между андезитовым базальтом и агломератом . [6]
Движущей силой развития прибрежных пещер является воздействие волн. Эрозия происходит везде, где волны бьют по скалистым берегам, но там, где морские скалы содержат зоны слабости, скала удаляется с большей скоростью вдоль этих зон. По мере того, как море достигает образованных таким образом трещин, они начинают расширяться и углубляться из-за огромной силы, действующей в замкнутом пространстве, не только за счет прямого воздействия прибоя и любых частиц породы, которые оно несет, но и за счет сжатия воздуха внутри. Дыхала (частично затопленные пещеры, которые выбрасывают большие брызги морской воды, когда волны отступают, и позволяют быстро повторно расширяться сжатому внутри воздуху) свидетельствуют об этом процессе. К гидравлической силе волн добавляется абразивная сила взвешенного песка и камня. Большинство стен морских пещер неровные и грубые, что отражает эрозионный процесс, при котором скала ломается кусок за куском. Однако в некоторых пещерах есть участки, где стены закруглены и сглажены, обычно вымощены булыжниками, что является результатом вихревого движения этих булыжников в зоне прибоя.
Настоящие прибрежные пещеры не следует путать с внутренними пещерами, которые были пересечены и открыты, когда линия морского утеса размыта, или с пустотами растворения, образовавшимися в прибрежной зоне на тропических островах. В некоторых регионах, таких как залив Халонг , Вьетнам , пещеры в карбонатных породах находятся в прибрежных зонах и увеличиваются прибрежными процессами, но изначально были образованы растворением. Такие пещеры были названы гибридными пещерами. [7]
Дождевая вода также может влиять на формирование морских пещер. Углеродные и органические кислоты, выщелоченные из почвы, могут способствовать ослаблению породы в трещинах. Как и в растворимых пещерах, в морских пещерах могут развиваться небольшие спелеотемы .
Иногда пещерные камеры в море обрушиваются, оставляя «прибрежную воронку». Они могут быть довольно большими, как, например, Devils Punch Bowl в Орегоне или Queen's Bath на побережье На-Пали . Небольшие полуострова или мысы часто имеют пещеры, которые полностью прорезают их, так как они подвергаются атакам с обеих сторон, а обрушение туннеля в морской пещере может оставить отдельно стоящий « морской столб » вдоль побережья. Считается, что калифорнийский остров Анакапа был разделен на три островка таким процессом.
Жизнь в морских пещерах также может способствовать их расширению. Например, морские ежи пробуривают себе путь в скале и в течение последующих поколений могут удалить значительную часть коренной породы с пола и нижних стен.
Большинство морских пещер небольшие по сравнению с другими типами. Подборка обзоров морских пещер по состоянию на июль 2014 года показывает, что 2 из них имеют длину более 1000 метров, 6 — более 400 метров, девять — более 300 метров, 25 — более 200 метров и 108 — более 100 метров. В Норвегии несколько, по-видимому, реликтовых морских пещер превышают 300 метров в длину. Нет сомнений, что существует много других крупных морских пещер, но они не были исследованы из-за их удаленного расположения и/или неблагоприятных морских условий.
Несколько факторов способствуют развитию относительно больших морских пещер. Природа самой зоны слабости, безусловно, является фактором, хотя ее трудно количественно оценить. Более легко наблюдаемым фактором является положение входа в пещеру относительно преобладающих морских условий. На острове Санта-Крус самые большие пещеры обращены в сторону преобладающих условий северо-западного вала — фактор, который также затрудняет их исследование. Пещеры в хорошо защищенных бухтах, защищенных от преобладающих морей и ветров, как правило, меньше, как и пещеры в районах, где море, как правило, более спокойное.
Тип вмещающей породы также важен. Большинство крупных морских пещер на западном побережье США и Гавайях находятся в базальте [8] , прочной вмещающей породе по сравнению с осадочной породой. Базальтовые пещеры могут проникать далеко в скалы, где большая часть поверхности размывается относительно медленно. В более слабой породе эрозия вдоль более слабой зоны может не намного превосходить эрозию скальной поверхности. Однако самая большая в мире морская пещера образовалась в сильно трещиноватом песчанике Кавершем (Барт, 2013), что изменило наше понимание того, какие вмещающие породы могут образовывать крупные морские пещеры.
Время — еще один фактор. Активная прибрежная зона меняется в течение геологического времени из-за взаимодействия между изменением уровня моря и региональным подъемом. Повторяющиеся ледниковые периоды в плейстоцене изменяли уровень моря в вертикальном диапазоне около 200 метров. Значительные морские пещеры образовались на островах Калифорнийского канала, которые теперь полностью затоплены из-за повышения уровня моря за последние 12 000 лет. В регионах с устойчивым подъемом постоянная прибрежная эрозия может привести к образованию морских пещер большой высоты — Пещера Пэйнтед имеет высоту почти 40 м у входа. На норвежском побережье есть огромные морские пещеры, которые сейчас подняты на 30 и более метров над уровнем моря. Датировка отложений в самой большой из них (Хальвикшулен в Осене, длиной 340 м) показывает, что она формировалась в течение как минимум миллиона лет. [9] Это вполне может быть самая длинная волнорезная пещера в мире. Самая большая пещера по объему — пещера Рикорико на островах Бедных Рыцарей в Новой Зеландии, ее объем составляет 221 494 м 3 . [10]
Наконец, пещеры большего размера, как правило, более сложны. Подавляющее большинство морских пещер состоят из одного прохода или камеры. Те, что образованы на разломах, как правило, имеют каньоноподобные или угловые проходы, которые очень прямые. В пещере Сил-Каньон на острове Санта-Крус [ требуется ссылка ] входной свет все еще виден с задней стороны пещеры в 189 м от входа. Напротив, пещеры, образованные вдоль горизонтальных плоскостей напластования, как правило, шире с более низкой высотой потолка. В некоторых районах морские пещеры могут иметь сухие верхние уровни, поднятые над активной прибрежной зоной региональным поднятием.
Морские пещеры могут оказаться на удивление сложными, где сходятся многочисленные зоны слабости — часто разломы. В пещере Катакомбы на острове Анакапа (Калифорния) пересекаются по крайней мере шесть разломов. [11] В нескольких пещерах Калифорнийских островов Чаннел длинные проходы трещин открываются в большие камеры за ними. Это неизменно связано с пересечением второго разлома, ориентированного почти перпендикулярно к тому, что вдоль входного прохода. Когда пещеры имеют несколько входов, они подвергаются большему воздействию волн и, следовательно, могут расти относительно быстрее. Существует исключительно большая пещера под Фогла Скерри , островком у побережья Папа Стаур на Шетландских островах . [12] Хотя она не была обследована, оценки показывают, что ее проход составляет почти 500 м. Пещера Матаинака в Новой Зеландии имеет 12 отдельных входов, в которые могут проникать волны, и многочисленные соединения, вдоль которых образовались пересекающиеся проходы.
