Владимир Мальцев - Пещера мечты. Пещера судьбы

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] Химически арагонит — то же самое, что кальцит — карбонат кальция. Но кристаллическая решетка другая, причем менее стабильная. Для кристаллизации арагонита необходим один из ряда возможных инициирующих факторов, и в описываемом случае это — присутствие в растворе магния. Который служит катализатором, но сам остается в растворе. кристалликтитами, а на самых кончиках — маленькие шарики гидромагнезита. [29] Гидратированный карбонат магния. 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?

Да в том, что никакой последовательности на самом деле нет. Растущий мультикораллит взаимодействует со своей питающей средой. Двигающаяся пленка раствора по мере испарения обогащается магнием — и возникают зоны роста трех минералов. От минимума магния у корня куста (кальцит) до максимума у кончиков ветвей (гидромагнезит). А по мере роста — гидромагнезит, «ушедший» от острия, растворяется обратно, вводя магний в цикл. То есть — последовательный рост имеет место в каждой отдельной точке куста, но для куста в целом — рост сугубо одновременен. Опять похоже на биологию? Еще как!

Точно такая же самоорганизация с дифференциацией по магнию вызывает рост и псевдогеликтитов — длинных прямых кальцитовых «палочек» с арагонитовой иглой внутри. Между прочим, проклятье для спелеологов. Сколько «тупиков» в перспективных местах пришлось оставить, только чтобы не ломать сплошные заросли метровых псевдогеликтитов!

Или — арагонитовая «солома», обладающая тем же проклятым свойством расти длинной, красивой, и обязательно — в узостях. Особенности кристаллографии арагонита мы уже отмечали для сталактитов. Здесь — то же самое. Умение расщепленных кристаллов арагонита «подменять» поверхностное питание поровым — и приводит к тому, что из кораллитов «выстреливаются» во все стороны длинные и тонкие сектора-соломины.

Но, конечно, самой вершины в «умении» самоорганизоваться достигают классические геликтиты — вытянутые каменные «палочки», растущие в совершенно произвольных направлениях, причудливо и произвольно изгибающиеся и ветвящиеся. На тему роста которых было сломано рекордное количество копий, и только десять лет назад Слетов, наконец, смог разобраться. Впрочем — не только он. Несколько десятилетий подряд выяснение механизма роста геликтитов и попытки вырастить in vitro хоть один были чрезвычайно популярным видом спорта. Были выдвинуты десятки теорий. Что забавно и вообще-то нетипично для подобных развлечений — так это то, что практически все эти теории оказались верны. Как постепенно стало ясно, геликтитов как таковых нет, а есть несколько десятков типов натеков чрезвычайно различной структуры и с совершенно разными механизмами образования, обладающих весьма близкой внешней формой. Только в Кап-Кутане насчитывается более десяти принципиально разных типа геликтитов. Но речь у нас сейчас — исключительно о классических геликтитах, описанных Слетовым.

Собственно механизм зарождения классического геликтита понятен не совсем. Кроме, правда, частного случая — геликтита-шпоры, о котором чуть ниже. Но дальнейшее — красиво и просто. Пакет из трех-пяти параллельных сферолитов, между ними — очень тонкий канальчик. По канальчику идет раствор, растекаясь капиллярной пленкой вокруг устья. Опять срабатывают свойства кальцита. Точка (точнее, кольцо) окончательного испарения — снаружи, а вот кольцо максимальной потери углекислого газа — еще внутри устьевой воронки. Соответственно вектора тяги пленки и скорейшего роста не совпадают, и вот это-то несовпадение начинает творить чудеса. Вектора роста наклонены к оси — значит, канал удержится узким, пакет останется слитным, капиллярные силы — достаточными для подачи раствора. Совсем же канальчик сомкнуться не может — некуда углекислому газу выходить. Вектора тяги пленки наружу — значит геликтит «чувствует» близость препятствий. И начинает от них плавно уклоняться (или скользить по их поверхности). Попала случайная песчинка в канал — сферолиты прекрасно умеют делиться, и — геликтит ветвится. А самая изюминка — в том, что принудительное питание по этому канальчику вовсе не обязательно. Стоит геликтиту начать расти — и дальше создаваемая им капиллярность сама будет подсасывать воду с поверхности в канал. Так, в зале имени Морозова известны громадные геликтиты, по полметра длиной, которые в принципе не могут иметь принудительного питания — потому, что растут на рыхлом глиняном полу. Система не только самоорганизующаяся, но и самоподдерживающаяся.

А вот с зарождением — повторюсь, что понятно только для «шпор». Последние — это геликтиты, растущие на трубчатых сталактитах — макаронах. И здесь механизм нагляден и ясен. Каждая макаронина монокристаллична, а значит — всегда имеет трещины спайности. И вот на пересечении пары таких трещин и начинает расти шпора. Само пересечение — всегда бугорок, дающий возможность испарения. Четыре чуть сдвинутых друг относительно друга блока вокруг — «затравки», на которых начинается рост в сторону максимума испарения. То есть — в двойниковой [30] Двойникование — процесс, при котором кристаллическая решетка как бы отражается относительно определенной плоскости и кристалл начинает расти по двум главным направлениям сразу, ограняясь двумя головками. позиции по отношению к исходному сталактиту. Еще до того, как может начаться ветвление образующегося кристалликтита — на первых миллиметрах — происходят два события сразу. «Отмирает» один из четырех кристаллов — потому, что система из трех устойчивее (вспомните никогда не качающиеся трехногие табуретки). И — накопившиеся к острию примеси начинают расщеплять кристаллы в сферолиты. Геликтит готов к труду и обороне.

Итак, наша следующая остановка — в той эпохе, когда пещера высохла уже настолько, что воды нет даже в пленках — она держится только в глубине тонких пор вмещающей породы. И вот теперь — вслед за льдинками заберегов, утесами сталагмитов, кустами кораллитов — наступает пора каменных цветов — антолитов. Других ассоциаций нет. Более общий русский термин «выцветы», английский «gypsum flowers», международные «antholites» и «anthodites», множество других на всех языках — все происходят от одного корня. И обозначают класс агрегатов, растущих непосредственно в порах и как бы выдавливающихся из них. Характеризующихся отсутствием конкурентного отбора между кристаллами (одна пора — один кристалл), а также тем, что рост происходит не на конце, торчащем из субстрата, а на конце, который утоплен внутри.