Спелеология (от древнегреческого σπήλαιον ( spḗlaion ) «пещера» и -λογία ( -logía ) «изучение») — научное изучение пещер и других карстовых образований, а также их состава , структуры, физических свойств , истории, экологии и процессов, посредством которых они формируются ( спелеогенез ) и изменяются с течением времени (спелеоморфология). Термин спелеология также иногда применяется к рекреационной деятельности по исследованию пещер, но это более правильно известно как спелеология , спелеология (британский английский) или спелеология (американский и канадский английский). Спелеология и спелеология часто связаны, поскольку физические навыки, необходимые для изучения на месте, одинаковы.
Спелеология — междисциплинарная область, объединяющая знания химии , биологии , геологии , физики , метеорологии и картографии для разработки портретов пещер как сложных, развивающихся систем.
До того, как современная спелеология развилась, Джон Бомонт написал подробные описания некоторых пещер Мендипа в 1680-х годах. Термин «спелеология» был придуман Эмилем Ривьером в 1890 году. [1]
До середины девятнадцатого века научная ценность пещер рассматривалась только в ее вкладе в другие отрасли науки, а исследования пещер считались частью более крупных дисциплин географии , геологии или археологии . Очень мало исследований, посвященных пещерам, проводилось до работы Эдуарда-Альфреда Мартела (1859–1938), «отца современной спелеологии», который своими обширными и широко разрекламированными исследованиями пещер ввел во Франции концепцию спелеологии как отдельной области изучения. В 1895 году Мартель основал Общество спелеологии , первую организацию, посвященную пещерной науке в мире. Среди других ранних спелеологов можно назвать Герберта Э. Балча .
Международный спелеологический конгресс был предложен на встрече в Валанс-сюр-Рон , Франция, в 1949 году и впервые проведён в 1953 году в Париже . Международный союз спелеологов (UIS) был основан в 1965 году. [2]
Развитие спелеологии напрямую связано с развитием спелеоспорта , как по причине стимулирования общественного интереса и осведомленности, так и по причине того, что большая часть спелеологических полевых работ проводилась любителями- спелеологами .
Карст — это ландшафт, под которым находится известняк, подвергшийся эрозии. Пещеры обычно образуются в результате химической коррозии в процессе растворения . [3] Коррозия может происходить несколькими способами: на карбонатных породах она может происходить посредством химических реакций, в гипсе и каменной соли она может происходить физически, а в силикатных породах и теплом климате также может происходить разложение материалов.
Спелеотема — это геологическое образование из минеральных отложений , которые накапливаются с течением времени в естественных пещерах . [4] Спелеотемы чаще всего образуются в известковых пещерах из-за реакций растворения карбонатов. Они могут принимать различные формы в зависимости от истории их осадконакопления и окружающей среды. Их химический состав, постепенный рост и сохранение в пещерах делают их полезными палеоклиматическими прокси.
Пещеры характеризуются отсутствием стабильной температуры , высокой относительной влажностью , низкой скоростью испарения и ограниченным запасом органического материала , что помогает создать среду, которая является весьма благоприятной для роста микробов . Микробные сообщества в пещерах включают археи , бактерии , грибы и другие микроэукариоты , эти высокоадаптированные микробные сообщества представляют собой живую основу пещерных экосистем и играют ключевую роль в формировании структур и поддержании трофических сетей. [5]
Создание точной, подробной карты является одним из наиболее распространенных технических мероприятий, проводимых в пещере. Карты пещер, называемые обзорами , могут использоваться для сравнения пещер друг с другом по длине, глубине и объему, могут раскрывать подсказки о спелеогенезе , предоставлять пространственные ориентиры для дальнейшего научного изучения и помогать посетителям в поиске маршрута.
Пещеры являются домом для многих уникальных биот. Экология пещер очень разнообразна и не сильно отличается от поверхностных местообитаний. Однако, как правило, чем глубже становится пещера, тем более разреженной становится экология.
Пещерные среды делятся на три основные категории:
Пещерные организмы делятся на три основных класса:
Существуют также так называемые случайные троглоксены , которые являются поверхностными организмами, которые попадают в пещеры без причины для выживания. Некоторые из них могут быть даже троглофобами («ненавистниками пещер»), которые не могут выживать в пещерах в течение длительного периода. Примерами служат олени, провалившиеся в карстовую воронку, лягушки, занесенные в пещеру внезапным наводнением и т. д.
Два фактора, которые ограничивают экологию пещер, это, как правило, энергия и питательные вещества. В некоторой степени в активно формирующихся карстовых пещерах всегда имеется влага. Отрезанные от солнечного света и постоянного отложения растительного детрита, пещеры являются плохими местами обитания по сравнению с влажными участками на поверхности. Большая часть энергии в пещерной среде поступает из излишков экосистем снаружи. Одним из основных источников энергии и питательных веществ в пещерах является навоз троглоксенов, большая часть которого откладывается летучими мышами. Другие источники упомянуты выше. [6]
Пещерные экосистемы очень хрупкие. Из-за своей редкости и положения в экосистеме они находятся под угрозой из-за большого количества видов человеческой деятельности. Строительство плотин, добыча известняка, загрязнение воды и лесозаготовки — вот лишь некоторые из бедствий, которые могут опустошить или уничтожить подземные биологические сообщества. [7]
Спелеологи также работают с археологами, изучая подземные руины, туннели, канализации и акведуки, такие как различные входы и выходы Клоаки Максима в Риме . [8]